JP2004111456A - Coil component - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器等に用いるコイル部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来のコイル部品について図面を参照しながら説明する。
【0003】
図19は従来のコイル部品の分解斜視図である。
【0004】
図19において、従来のコイル部品は箔状導線からなる板状導線21を渦巻き状に巻回して形成した空心コイル22と、この空心コイル22の両端に接続し、下方に突出させた端子23と、空心コイル22を載置する貫通孔を有した端子台24と、この端子台24の貫通孔に中央磁脚を挿入したE型磁芯25と、このE型磁芯25と組み合い閉磁路磁芯を形成するI型磁芯26とを備えた構成である。
【0005】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−275023号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
近年、コンピュータ等に用いるコイル部品としては、作動領域が1MHz程度の高周波領域で、1μH程度のインダクタンス値、数mΩの微小直流抵抗値を確保しつつ、10数A程度の大電流に対応したものが求められている。
【0008】
上記従来の構成では、板状導線21を渦巻き状に巻回して空心コイル22を形成するとともに、E型磁芯25とI型磁芯26とを組み合わせることにより閉磁路磁芯を形成するので、大電流への対応が難しく、また小形化も図れないという問題点を有していた。
【0009】
本発明は上記問題点を解決するもので、作動領域が高周波領域で、インダクタンス値および微小直流抵抗値を確保しつつ、大電流に対応でき、しかも小型化を図ったコイル部品を提供することを目的としている。
【0010】
【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発明は以下の構成を有する。
【0011】
本発明の請求項1記載の発明は、特に、平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部において、リング連接部で連接された互いに隣接する前記リング部の中心を結ぶ中心線とによって形成される角度と、端子部と接続された前記リング部の中心線と前記リング部の中心から前記端子部を形成した端部に向かって延長した延長線との角度の和を180度にした構成である。
【0012】
上記構成により、リング部は金属平板からなるので、高周波領域で作動し、インダクタンス値および微小直流抵抗値を確保しつつ、大電流に対応できる。
【0013】
また、リング連接部で連接された互いに隣接するリング部の中心を結ぶ中心線とによって形成される角度と、端子部と接続されたリング部の中心線とリング部の中心から端子部を形成した端部に向かって延長した延長線との角度の和を180度にしているので、リング部を互いに上下に重ね合わせることが容易である。
【0014】
特に、リング連接部を折曲してリング部を上下に重ね合わせたコイル部は、端子部を形成するリング部の円弧状部の端部をリング部の中心に対して相対向する位置に配置できるので、実装時における端子部の方向性等を考慮する必要がなく使い勝手がよい。
【0015】
このとき、端子部を形成する端部を結んだ直線に対して略45度の位置にリング連接部を配置できるので、実装面積に対する小型化を図ることができる。すなわち、このリング部を内接する方形状の実装箇所においては、実装箇所の角部にリング連接部を配置すれば実装面積が低減される。
【0016】
さらに、外装部を角柱状にすれば、リング連接部を角部に配置することにより、外装部の外形寸法を小さくすることもでき小型化を図れる。
【0017】
本発明の請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、端子部は、リング部の中心から前記端子部を形成した端部に向かって延長した延長線上に設けた構成である。
【0018】
上記構成により、リング連接部を折曲してリング部を上下に重ね合わせたコイル部において、端子部はリング部の中心と端部との同一直線上に配置できるので、端子部はリング部の中心に対して互いに相対向する位置に配置され、実装時における端子部の方向性等を考慮する必要がなく使い勝手がよい。
【0019】
本発明の請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、リング連接部には折曲用の溝部を設けた構成である。
【0020】
上記構成により、折曲が容易に的確にできるので、リング部が撓んだりすることがない。また、連接部を180度曲げてもクラック発生を抑制できる。
【0021】
本発明の請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、特に、溝部は、リング連接部で連接された互いに隣接する前記リング部の中心を結ぶ中心線と垂直方向に設けた構成である。
【0022】
上記構成により、的確にリング部を上下に重ね合わせることができる。
【0023】
本発明の請求項5記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、リング部が互いに連接される前記リング部の円弧状部の端部には、切欠部に向かって突出部を延設した構成である。
【0024】
上記構成により、リング部を上下に重ね合わせた際、上下方向から応力等が加わっても、切欠部を介して隣接する上下のリング部が変形し互いに接触したりすることがなく短絡を抑制できる。
【0025】
本発明の請求項6記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、リング部の外径は略同等とした構成である。
【0026】
上記構成により、インダクタンス値にバラツキが生じない。
【0027】
本発明の請求項7記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、リング部の周縁部を面取りした構成である。
【0028】
上記構成により、リング部を上下に重ね合わせた際、上下方向から応力等が加わっても、リング部の周縁部によって、隣接する上下のリング部が互いに傷つくことを抑制できる。
【0029】
本発明の請求項8記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部において、前記リング部が互いに連接されない前記リング部の円弧状部の端部に形成した端子部は、段差を設けて形成しており、一方の端子部に設けた段差と他方の端子部に設けた段差とは、前記リング部を上下に重ね合わせた際、互いに近づき合う方向に向かって設けた構成である。
【0030】
上記構成により、コイル部の高さ方向において、端子部は中央近傍に配置され、実装時における使い勝手がよい。外装部を加圧成形しても端子部への変形応力を抑制できる。
【0031】
本発明の請求項9記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、リング部には、リング連接部を除いて、絶縁被膜層を設けた構成である。
【0032】
上記構成により、上下に重ね合わせたリング部において、短絡を抑制できる。
【0033】
特に、リング連接部を除いて、絶縁被膜層を設けているので、リング連接部を折曲した際に、絶縁被膜層が破れたりすることがなく、絶縁被膜層の破れに起因した特性劣化を抑制することができる。
【0034】
本発明の請求項10記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、リング部の円弧状部の一方の端部に形成したリング連接部の長さは、他方の端部に形成したリング連接部の長さよりも長くした構成である。
【0035】
上記構成により、コイル部の外径が大きくなるのを抑制しつつ、平面状に配置した金属平板からなるリング部の重なり部分を低減でき、コイル部のインダクタンス値を確保しつつ、直流抵抗値を低減できる。
【0036】
本発明の請求項11記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、外装部の外形を角柱状とし、リング連接部を前記外装部の角部に配置するとともに、端子部を前記外装部の前記角部間の中央に配置した構成である。
【0037】
上記構成により、外装部の外形寸法を小さくすることができ小型化を図ることができる。
【0038】
特に、端子部を外装部の角部間の中央に配置しているので、外装部の角部からの距離が略等しくなり、外装部と端子部との間には、均等に応力が生じあうので外装部の割れや欠けが生じにくい。
【0039】
本発明の請求項12記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部は、エッチング又は打ち抜きにより形成した構成である。
【0040】
上記構成により、リング部は容易に精度よく形成され、特性のバラツキを抑制できるとともに、生産性を向上できる。
【0041】
本発明の請求項13記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、外装部は、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを前記熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合するとともに加圧成形した圧粉体を、前記コイル部を被覆するように再加圧成形するとともに前記熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱して成形しており、前記圧粉体には再加圧成形する際に前記圧粉体の形状がくずれる硬度の弱硬度部を設けるとともに、前記圧粉体を2個成形し、前記圧粉体の前記弱硬度部が前記コイル部を被覆するように前記圧粉体を再加圧成形した構成である。
【0042】
上記構成により、通常、加圧成形には金型を用いて成形するが、圧粉体は固形物となるので、金型とコイル部との間で圧粉体の量が再加圧成形時に変動しにくく、外装部の被覆厚さがコイル部の周囲全体に渡って均一になりやすく、特性バラツキを抑制できるとともに、圧粉体自体によってコイル部を支持できるのでコイル部の位置決めが的確になり外装部の不良成形を防止できる。
【0043】
特に、圧粉体には再加圧成形する際に圧粉体の形状がくずれる硬度の弱硬度部を設けて、この弱硬度部がコイル部を被覆するように圧粉体を再加圧成形しているので、圧粉体の弱硬度部はその形をくずしながら、くずれた圧粉体の弱硬度部がコイル部との間に隙間なく充填される。
【0044】
さらに、磁気ギャップを減少させて磁気効率を向上することができる。
【0045】
本発明の請求項14記載の発明は、請求項13記載の発明において、特に、圧粉体には再加圧成形する際に前記圧粉体の形状がくずれない硬度の強硬度部と前記再加圧成形する際に前記圧粉体の形状がくずれる硬度の弱硬度部とを設け、外装部は少なくとも一方の前記圧粉体の前記強硬度部がコイル部の一面を支持するようにした構成である。
【0046】
上記構成により、圧粉体の硬度部はコイル部の一面を強固に支持するので、再加圧成形時にコイル部の位置ずれが生じにくく、コイル部の位置決めが的確にできる。
【0047】
本発明の請求項15記載の発明は、請求項1記載の発明において、特に、外装部は、磁性粉末を含有した圧粉磁心であって、コイル部の上方部分に対応する上面部と、前記コイル部の下方部分に対応する下面部と、前記コイル部の高さ部分に対応する中間部とを有し、前記コイル部を内包する内包厚寸法を前記コイル部の貫通孔の直径よりも小さくするとともに前記上面部の密度および前記下面部の密度を前記中間部の密度よりも大きくした構成である。
【0048】
上記構成により、コイル部を内包する内包厚寸法(コイル部と外装部の表面との距離)をコイル部の貫通孔の直径よりも小さくなるまで、コイル部の上方部分に対応する外装部の上面部とコイル部の下方部分に対応する外装部の下面部とを薄く形成して全体として低背化を図っても、上面部の密度および下面部の密度を中間部の密度よりも大きくしているので、上面部および下面部において磁気飽和の発生を抑制することができる。
【0049】
すなわち、コイル部の貫通孔の内部は、外装部の中間部に相当するが、この中間部の密度よりも外装部の上面部および下面部の密度の方が大きいので、貫通孔の内部を通過する磁束が、貫通孔の直径よりも小さい上面部および下面部を通過しても、上面部および下面部では中間部よりも密度が大きい分だけ透磁率を大きくすることができ、上面部および下面部において磁気飽和を発生させずに、低背化を図ることができるものである。
【0050】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を用いて、全請求項に記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【0051】
図1は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部の平面図、図2は同コイル部品のコイル部の斜視図、図3は同コイル部品の斜視図、図4は同コイル部品の断面図である。
【0052】
図1〜図4において、本発明の一実施の形態におけるコイル部34は、互いにリング連接部31で連接し平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部32を、リング連接部31で折曲するとともに互いに上下に重ね合わせて形成した貫通孔33を有するコイル部34と、このコイル部34に接続した端子部35と、コイル部34を被覆するとともに端子部35を突出させた外装部36とを備えている。
【0053】
平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部32は、銅板を打ち抜いて形成したり、エッチングしたりして形成しており、それぞれのリング部32は、その一部を切り欠いた切欠部37を有した円弧状部38からなる。
【0054】
このリング部32の円弧状部38の端部にはリング部32を互いに連接するリング連接部31を形成するとともに、切欠部37に向かって突出部39を延設している。
【0055】
また、このリング部32は、図5および図6に示すように、外径を全て略同等とし、周縁部40を面取りするとともに、リング連接部31を除いて絶縁被膜層41を設けている。
【0056】
さらに、リング連接部31は、リング連接部31で連接された互いに隣接するリング部32の中心(O)を結ぶ中心線(C)と垂直方向(V)に折曲用の溝部42を設けている。このリング連接部31の溝部42は、図7(a)に示すように、断面がV字形状をし、この溝部42を凹部53の中に形成しており、図7(b)に示すように折曲している。溝部42の形状は図8に示すようなU字形状でもよいが、V字形状の方が望ましい。また、図8では凹部53を形成していないが、形成する方が望ましい。
【0057】
リング部32が互いに連接されないリング部32の円弧状部38の端部には端子部35を形成し、この端子部35はリング部32の中心(O)から端子部35を形成した円弧状部38の端部に向かって延長した延長線(E)上に形成している。
【0058】
また、この端子部35は、図4に示すように、段差30を設けて形成しており、一方の端子部35に設けた段差30と他方の端子部35に設けた段差30とは、リング部32を上下に重ね合わせた際、互いに近づき合う方向に向かって設けている。
【0059】
このようなリング連接部31と端子部35とを有するリング部32は、平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部32において、リング連接部31で連接された互いに隣接するリング部32の中心(O)を結ぶ中心線(C)とによって形成される角度(R1)と、端子部35と接続されたリング部32の中心線(C)とリング部32の中心(O)から端子部35を形成した端部に向かって延長した延長線(E)との角度(R2)の和を略180度になるようにしている。
【0060】
外装部36は、外形を角柱状とし、一方の端部に形成したリング連接部31を外装部36の角部43に配置するとともに、他方の端部に形成したリング連接部31を外装部36の角部間44に配置している。
【0061】
上記構成のコイル部品の製造方法は、図9(a)〜(g)に示すように、次の通りである。
【0062】
第1に、貫通孔33を有するコイル部34を形成する(コイル部形成工程)(図9(a))。
【0063】
このコイル部形成工程では、リング部形成工程と折曲工程とを有している。
【0064】
まず、互いにリング連接部31で連接し平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部32を、銅板から打ち抜いたり、銅板をエッチングしたりすることにより形成する(リング部形成工程)。
【0065】
このリング部32はその一部を切り欠いた切欠部37を有する円弧状部38とし、リング部32の円弧状部38の端部にリング連接部31を、リング部32が互いに連接されないリング部32の円弧状部38の端部に端子部35を形成している。
【0066】
リング連接部31は、リング連接部31で連接された互いに隣接するリング部32の中心(O)を結ぶ中心線(C)と垂直方向(V)に折曲用の溝部42を設け、一方の端部に形成したリング連接部31の長さ(T1)を、他方の端部に形成したリング連接部31の長さ(T2)よりも長くしている。
【0067】
端子部35は、リング部32の中心(O)から端子部35を形成した円弧状部38の端部に向かって延長した延長線(E)上に形成している。また、段差30を設けている。
【0068】
このようなリング連接部31と端子部35とを有するリング部32は、平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部32において、リング連接部31で連接された互いに隣接するリング部32の中心(O)を結ぶ中心線(C)とによって形成される角度(R1)と、端子部35と接続されたリング部32の中心線(C)とリング部32の中心(O)から端子部35を形成した端部に向かって延長した延長線(E)との角度(R2)の和を略180度になるようにしている。この際、(R1)は96度、(R2)は42度としている。
【0069】
次に、このリング連接部31で折曲するとともに互いのリング部32を上下に重ね合わせる(折曲工程)(図9(b)(c))。
【0070】
第2に、コイル部34を外装部36で被覆する(外装部形成工程)(図9(d)〜(f))。
【0071】
この外装部形成工程では、圧粉成形工程と再加圧成形工程と熱硬化工程とを有している。
【0072】
まず、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを熱硬化性樹脂が完全硬化しないように非加熱状態で混合するとともに加圧成形して2個の圧粉体45を成形する(圧粉体成形工程)。
【0073】
この圧粉体45は、その形状を背面部46に中脚部47と外脚部48とを有したE字形状のポット型にし、背面部46は再加圧成形時に圧粉体45の形状がくずれない硬度の強硬度部にするとともに、中脚部47および外脚部48再加圧成形時に圧粉体45の形状がくずれる硬度の弱硬度部になるように形成する。
【0074】
この弱硬度部および強硬度部は、圧粉体45の密度を小さくした部分(弱硬度部)と密度を大きくした部分(強硬度部)とにより形成しており、弱硬度部は数kg/cm2の加圧により形状がくずれる硬度にしている。
【0075】
ここで、圧粉体45の形状がくずれる硬度とは、磁性粉末の粒子サイズでくずれることであり、圧粉体45の形状がくずれない硬度の強硬度部において、ブロック的(団塊になって)にくずれた状態は、磁性粉末の粒子サイズでくずれてないので、くずれる硬度の範囲には含まないものとしている。
【0076】
次に、一方の圧粉体45の背面部46をコイル部34の一面(上面)に支持させ、他方の圧粉体45の中脚部47をコイル部34の他面(下面)からコイル部34の貫通孔33に挿入する。
【0077】
これらを内形状が角柱状の金型49内に、リング連接部31を金型49の角部43に配置するとともに、端子部35を金型49の角部間44に配置するようにし、かつ、端子部35を金型49から突出するように組み込む。
【0078】
2つの上下の金型49の内、一方の金型49により一方の圧粉体45の弱硬度部の中脚部47と外脚部48とを押圧し、他方の金型49により他方の圧粉体45の強硬度部の背面部46を押圧して、これらの圧粉体45を再加圧成形する(再加圧成形工程)。
【0079】
コイル部34の一面側からは、圧粉体45の中脚部47および外脚部48がくずれながら押圧され、コイル部34の貫通孔33の内壁面に対向した一方の圧粉体45の背面部46が、コイル部34の貫通孔33の中にブロック的に埋没するとともに、端子部35に対向した圧粉体45の背面部46が、端子部35に向かってブロック的に埋没する。
【0080】
コイル部34の他面側からは、他方の圧粉体45の中脚部47および外脚部48がコイル部34の貫通孔33の中および端子部35に向かってブロック的に埋没した一方の圧粉体45の背面部46と対向し、他方の圧粉体45の中脚部47および外脚部48がくずれながら押圧される。
【0081】
同時に、コイル部34と圧粉体45の背面部46との隙間は、一方の圧粉体45と他方の圧粉体45のくずれた中脚部47および外脚部48によって充填される。
【0082】
さらに、外装部36は、コイル部34を内包する内包厚寸法(W)をコイル部34の貫通孔33の直径よりも小さくし、コイル部34の上方部分に対応する外装部36の上面部50と、コイル部34の下方部分に対応する外装部36の下面部51と、コイル部34の高さ部分に対応する外装部36の中間部52とにおいて、上面部50の密度および下面部51の密度を中間部52の密度よりも大きくしている(上面部50の密度および下面部51の密度を5.0〜6.0g/cm3とし、中間部52の密度をその85%〜98%の密度となるようにしている)。
【0083】
特に、中間部52は、コイル部34の貫通孔33内に対応する内側中間部52aと、コイル部34の外周面の外側部分に対応する外側中間部52bとにおいて、外側中間部52bの密度を内側中間部52aの密度よりも大きくしている。
【0084】
そして、熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱成形して外装部36を成形する(熱硬化工程)。
【0085】
最後に、外装部36に沿って端子部35を折曲する(図9(g))。
【0086】
上記構成のコイル部品は以下の作用を有する。
【0087】
このコイル部34のリング部32は、金属平板からなるので、高周波領域で作動し、インダクタンス値および微小直流抵抗値を確保しつつ、大電流に対応できる。
【0088】
平面状に配置した金属平板からなるこのリング部32は、リング連接部31で連接された互いに隣接するリング部32の中心(O)を結ぶ中心線(C)とによって形成される角度(R1)と、端子部35と接続されたリング部32の中心線(C)とリング部32の中心(O)から端子部35を形成した端部に向かって延長した延長線(E)との角度(R2)の和を180度にしているので、リング部32を互いに上下に重ね合わせることが容易である。
【0089】
このリング部32は、外径が略同等で、エッチング又は打ち抜きにより形成しているので、リング部32が容易に精度よく形成され、特性のバラツキを抑制できる。特に、周縁部40を面取りしているので、図10(a)に示すように、絶縁被膜層41がリング部32の周囲に均等に形成でき、図10(b)に示すように、リング部32を上下に重ね合わせた際、上下方向から応力等が加わっても、リング部32の周縁部40によって、隣接する上下のリング部32が互いに傷つくこと(A部分における被膜剥離)も抑制できる。面取りをしない場合は、図11(a)に示すように、絶縁被膜層41がリング部32の周囲に均等に形成できず、図11(b)に示すように、リング部32を上下に重ねた際、上下のリング部32が互いに傷つきやすくなる(A部分における被膜剥離)。
【0090】
また、リング部32には、リング連接部31を除いて、絶縁被膜層41を設けているので、上下に重ね合わせたリング部32において、短絡を抑制できる。特に、リング連接部31を除いて、絶縁被膜層41を設けているので、リング連接部31を折曲した際に、絶縁被膜層41が破れたりすることがなく、絶縁被膜層41の破れに起因した特性劣化を抑制することができる。図12(a)〜(c)に示すように、リング連接部31を折曲した際、特に、図12(c)に示すように、折曲された部分において、絶縁被膜層41が形成されていないので、この折曲に応じて(折曲すればリング連接部31の内側と外側において膨張伸縮具合が異なる)、絶縁被膜層41が伸縮させられたり膨張させられたりすることがなく、絶縁被膜層41の破れを抑制できる。
【0091】
さらに、リング部32には、リング部32が互いに連接されるリング部32の円弧状部38の端部に、切欠部37に向かって突出部39を延設しているので、リング部32を上下に重ね合わせた際、上下方向から応力等が加わっても、切欠部37を介して隣接する上下のリング部32が変形し互いに接触したりすることがなく短絡を抑制できる。図13及び図14に示すように、突出部39を延設しない場合は、図14(a)に示すように、上下のリング部32は変形し互いに接触するが、突出部39を延設した場合は、図13(a)に示すように、上下のリング部32の変形が抑制され互いに接触しない。
【0092】
このリング部32のリング連接部31は、端子部35を形成する端部を結んだ直線に対して略45度の位置にリング連接部31を配置できるので、実装面積に対する小型化を図ることができる。すなわち、このリング部32を内接する方形状の実装箇所においては、実装箇所の角部43にリング連接部31を配置すれば実装面積が低減される。
【0093】
また、リング連接部31には折曲用の溝部42を設けているので折曲が容易に的確にでき、リング部32が撓んだり、リング連接部31にクラックが生じたりすることがない。特に、溝部42は、リング連接部31で連接された互いに隣接するリング部32の中心(O)を結ぶ中心線(C)と垂直方向(V)に設けているので、的確にリング部32を上下に重ね合わせることができる。
【0094】
このコイル部34の端子部35は、平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部32において、段差30を設けて形成しており、一方の端子部35に設けた段差30と他方の端子部35に設けた段差30とは、リング部32を上下に重ね合わせた際、互いに近づき合う方向に向かって設けているので、コイル部34の高さ方向において、端子部35は中央近傍に配置され、実装時における使い勝手がよい。段差30がない場合は、図15に示すように、外装部36の形成時にコイル部34のゆがみが生じて、端子部35が中央近傍に配置されにくい。
【0095】
特に、リング連接部31を折曲してリング部32を上下に重ね合わせたコイル部34において、端子部35が形成されるリング部32の円弧状部38の端部をリング部32の中心(O)に対して相対向する位置に配置できるので、実装時における端子部35の方向性等を考慮する必要がなく使い勝手がよい。
【0096】
この際、端子部35は、リング部32の中心(O)から円弧状部38の端子部35を形成する端部に向かって延長した延長線(E)上に設けることにより、端子部35はリング部32と円弧状部38の端部との同一直線上に配置でき、端子部35はリング部32の中心(O)に対して互いに相対向する位置に的確に配置され、実装時における端子部35の方向性等を考慮する必要がなく使い勝手がより向上する。
【0097】
外装部36は、その外形を角柱形状とし、一方の端部に形成したリング連接部31を外装部36の角部43に配置するとともに、他方の端部に形成したリング連接部31を外装部36の角部間44に配置しているので、外形寸法を小さくすることができ小型化を図ることができる。
【0098】
また、外装部36は、金型49を用いて加圧成形するが、外装部36を形成する圧粉体45は固形物となるので、金型49とコイル部34との間で圧粉体45の量が再加圧成形時に変動しにくく、外装部36の被覆厚さがコイル部34の周囲全体に渡って均一になりやすく、特性バラツキを抑制できるとともに、圧粉体45自体によってコイル部34を支持できるのでコイル部34の位置決めが的確になり外装部36の不良成形を防止できる。
【0099】
この際、圧粉体45の硬度部はコイル部34の一面を強固に支持するので、再加圧成形時にコイル部34の位置ずれが生じにくく、コイル部34の位置決めが的確にできる。
【0100】
特に、圧粉体45には再加圧成形する際に圧粉体45の形状がくずれる硬度の弱硬度部を設けて、この弱硬度部がコイル部34を被覆するように圧粉体45を再加圧成形しているので、圧粉体45の弱硬度部はその形をくずしながら、くずれた圧粉体45の弱硬度部がコイル部34との間に隙間なく充填される。これにより、磁気ギャップを減少させて磁気効率も向上することができる。
【0101】
さらに、コイル部34を内包する内包厚寸法(コイル部34と外装部36の表面との距離)をコイル部34の貫通孔33の直径よりも小さくなるまで、コイル部34の上方部分に対応する外装部36の上面部50とコイル部34の下方部分に対応する外装部36の下面部51とを薄く形成して全体として低背化を図っても、上面部50の密度および下面部51の密度を中間部52の密度よりも大きくしているので、上面部50および下面部51において磁気飽和の発生を抑制することができる。
【0102】
すなわち、コイル部34の貫通孔33の内部は、外装部36の中間部52に相当するが、この中間部52の密度よりも外装部36の上面部50および下面部51の密度の方が大きいので、貫通孔33の内部を通過する磁束が、貫通孔33の直径よりも小さい上面部50および下面部51を通過しても、上面部50および下面部51では中間部52よりも密度が大きい分だけ透磁率を大きくすることができ、上面部50および下面部51において磁気飽和を発生させずに、低背化を図ることができるものである。
【0103】
また、本発明の製造方法によれば、上記コイル部品を製造することができる。
【0104】
このように本発明の一実施の形態によれば、リング部32は金属平板からなるので、高周波領域で作動し、インダクタンス値および微小直流抵抗値を確保しつつ、大電流に対応できる。
【0105】
本発明の一実施の形態では、リング部32が3個のものを用いたが、図16に示すように、リング部32が4個のものを用いてもよい。
【0106】
図17に示すように、この4つのリング部32にはリング連接部31を除いて絶縁被膜層41を形成し、図18に示すように、リング連接部31を折曲してコイル部34を形成する。
【0107】
この際、円弧状部38の一方の端部に形成したリング連接部31の長さ(T1)を、他方の端部に形成したリング連接部31の長さ(T2)よりも長くすることにより、コイル部34の外径が大きくなるのを抑制しつつ、平面状に配置した金属平板からなるリング部32の重なり部分を低減でき、コイル部34のインダクタンス値を確保しつつ、直流抵抗値を低減できる。
【0108】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、リング部は金属平板からなるので、高周波領域で作動し、インダクタンス値および微小直流抵抗値を確保しつつ、大電流に対応したコイル部品を提供することができる。
【0109】
また、リング連接部で連接された互いに隣接するリング部の中心を結ぶ中心線とによって形成される角度と、端子部と接続されたリング部の中心線とリング部の中心から端子部を形成した端部に向かって延長した延長線との角度の和を180度にしているので、リング部を互いに上下に重ね合わせることが容易である。
【0110】
特に、リング連接部を折曲してリング部を上下に重ね合わせたコイル部は、端子部を形成するリング部の円弧状部の端部をリング部の中心に対して相対向する位置に配置できるので、実装時における端子部の方向性等を考慮する必要がなく使い勝手がよい。
【0111】
このとき、端子部を形成する端部を結んだ直線に対して略45度の位置にリング連接部を配置できるので、実装面積に対する小型化を図ることができる。すなわち、このリング部を内接する方形状の実装箇所においては、実装箇所の角部にリング連接部を配置すれば実装面積が低減される。
【0112】
さらに、外装部を角柱状にすれば、リング連接部を角部に配置することにより、外装部の外形寸法を小さくすることもでき小型化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるコイル部品の平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部の平面図
【図2】同コイル部品のコイル部の斜視図
【図3】同コイル部品の斜視図
【図4】同コイル部品の断面図
【図5】同コイル部品に用いる絶縁被膜層を施したリング部の平面図
【図6】同コイル部品に用いる絶縁被膜層を施したリング部の断面図
【図7】(a)リング部の折曲前のリング連接部近傍の断面図
(b)リング部の折曲後のリング連接部近傍の断面図
【図8】他のリング部の折曲前のリング連接部近傍の断面図
【図9】同コイル部品の製造工程図
【図10】(a)絶縁被膜層を施した面取り加工済の同コイル部品のリング部の断面図
(b)同リング部を重ね合わせた際のリング部の外周縁近傍の断面図
【図11】(a)絶縁被膜層を施した面取り未加工のリング部の断面図
(b)同リング部を重ね合わせた際のリング部の外周縁近傍の断面図
【図12】同コイル部品の製造工程におけるリング部の折曲工程を示す工程図
【図13】(a)突出部を延設したリング部の外装部形成後の変形具合を示す断面図
(b)同リング部の平面図
【図14】(a)突出部を非延設したリング部の外装部形成後の変形具合を示す断面図
(b)同リング部の平面図
【図15】段差がない場合における同コイル部品の断面図
【図16】他の実施の形態におけるコイル部品の平面状に配置した金属平板からなる4つのリング部の平面図
【図17】絶縁被膜層を施した同リング部の平面図
【図18】同リング部の折曲工程を示す工程図
【図19】従来のコイル部品の分解斜視図
【符号の説明】
30 段差
31 リング連接部
32 リング部
33 貫通孔
34 コイル部
35 端子部
36 外装部
37 切欠部
38 円弧状部
39 突出部
40 周縁部
41 絶縁被膜層
42 溝部
43 角部
44 角部間
45 圧粉体
46 背面部
47 中脚部
48 外脚部
49 金型
50 上面部
51 下面部
52 中間部
52a 内側中間部
52b 外側中間部
53 凹部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coil component used for various electronic devices and the like.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, a conventional coil component will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 19 is an exploded perspective view of a conventional coil component.
[0004]
In FIG. 19, the conventional coil component includes an air-core coil 22 formed by spirally winding a plate-
[0005]
As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-275023
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, as coil components used in computers and the like, those capable of handling a large current of about 10 several A while securing an inductance value of about 1 μH and a small DC resistance value of several mΩ in a high frequency area of about 1 MHz in an operation area. Is required.
[0008]
In the above-described conventional configuration, the plate-
[0009]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a coil component capable of coping with a large current while ensuring an inductance value and a small DC resistance value in an operation region in a high-frequency region, and further reducing the size. The purpose is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[0011]
The invention according to claim 1 of the present invention is particularly formed by a plurality of ring portions made of a flat metal plate and a center line connecting centers of adjacent ring portions connected by a ring connecting portion. And the sum of the angle between the center line of the ring portion connected to the terminal portion and the extension line extending from the center of the ring portion toward the end where the terminal portion is formed is 180 degrees. It is.
[0012]
According to the above configuration, since the ring portion is formed of a metal flat plate, it operates in a high frequency region, and can cope with a large current while securing an inductance value and a minute DC resistance value.
[0013]
Further, the terminal portion is formed from the angle formed by the center line connecting the centers of the adjacent ring portions connected to each other at the ring connecting portion, and the center line of the ring portion connected to the terminal portion and the center of the ring portion. Since the sum of the angles with the extension line extending toward the end is 180 degrees, the ring portions can be easily overlapped with each other up and down.
[0014]
In particular, the coil portion in which the ring connecting portion is bent and the ring portion is overlapped with the upper and lower portions is disposed at a position where the end of the arc-shaped portion of the ring portion forming the terminal portion is opposed to the center of the ring portion. Since it is possible, it is not necessary to consider the directionality of the terminal portion at the time of mounting, and the usability is good.
[0015]
At this time, the ring connecting portion can be arranged at a position substantially 45 degrees with respect to a straight line connecting the ends forming the terminal portions, so that the mounting area can be reduced. That is, in a rectangular mounting portion in which the ring portion is inscribed, the mounting area can be reduced by disposing the ring connecting portion at a corner of the mounting portion.
[0016]
Furthermore, if the exterior portion is formed in a prismatic shape, the outer dimensions of the exterior portion can be reduced by arranging the ring connecting portion at the corner portion, thereby achieving downsizing.
[0017]
The invention according to
[0018]
According to the above configuration, in the coil portion in which the ring connecting portion is bent and the ring portion is vertically overlapped, the terminal portion can be arranged on the same straight line between the center and the end portion of the ring portion. They are arranged at positions facing each other with respect to the center, so that it is not necessary to consider the directionality of the terminal portion at the time of mounting, and the device is easy to use.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the ring connecting portion is provided with a groove for bending.
[0020]
According to the above configuration, bending can be easily and accurately performed, so that the ring portion does not bend. Further, even if the connecting portion is bent by 180 degrees, the occurrence of cracks can be suppressed.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, in particular, the groove is provided in a direction perpendicular to a center line connecting centers of the adjacent ring portions connected by a ring connecting portion. It is.
[0022]
According to the above configuration, the ring portions can be accurately overlapped with each other vertically.
[0023]
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, in particular, a protruding portion extends toward a notch at an end of an arc-shaped portion of the ring portion to which the ring portion is connected. It is a configuration provided.
[0024]
With the above configuration, when the ring portions are vertically stacked, even if stress or the like is applied from the vertical direction, the adjacent upper and lower ring portions are not deformed through the cutout portions and do not contact with each other, thereby suppressing a short circuit. .
[0025]
The invention according to
[0026]
With the above configuration, there is no variation in the inductance value.
[0027]
The invention according to a seventh aspect of the present invention is the invention according to the first aspect, in which the peripheral portion of the ring portion is particularly chamfered.
[0028]
With the above configuration, when the ring portions are vertically overlapped, even if stress or the like is applied in the vertical direction, the adjacent upper and lower ring portions can be prevented from being damaged by the peripheral edge portion of the ring portion.
[0029]
The invention according to an eighth aspect of the present invention is the invention according to the first aspect, in particular, in a plurality of ring portions formed of a flat metal plate, the ring portions are not connected to each other. The terminal portion formed at the end of is formed by providing a step, the step provided in one terminal and the step provided in the other terminal portion, when the ring portion is vertically overlapped, This is a configuration provided in a direction approaching each other.
[0030]
According to the above configuration, the terminal portion is arranged near the center in the height direction of the coil portion, so that the usability at the time of mounting is good. Deformation stress on the terminal part can be suppressed even when the exterior part is pressure-formed.
[0031]
According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the ring portion is provided with an insulating coating layer except for a ring connecting portion.
[0032]
With the above-described configuration, a short circuit can be suppressed in the ring portion that is vertically overlapped.
[0033]
In particular, since the insulating coating layer is provided except for the ring connecting portion, when the ring connecting portion is bent, the insulating coating layer is not broken, and the characteristic deterioration caused by the breaking of the insulating coating layer is prevented. Can be suppressed.
[0034]
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, in particular, the length of the ring connecting portion formed at one end of the arc-shaped portion of the ring portion is formed at the other end. The configuration is longer than the length of the ring connecting portion.
[0035]
With the above configuration, it is possible to reduce the overlapping portion of the ring portion formed of a flat metal plate while suppressing the outer diameter of the coil portion from increasing, and to reduce the DC resistance value while securing the inductance value of the coil portion. Can be reduced.
[0036]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, in particular, the outer shape of the outer portion has a prismatic shape, a ring connecting portion is disposed at a corner of the outer portion, and the terminal portion is the outer shape. It is a configuration arranged at the center between the corners of the portion.
[0037]
According to the above configuration, the outer dimensions of the exterior part can be reduced, and the size can be reduced.
[0038]
In particular, since the terminal portion is disposed at the center between the corner portions of the exterior portion, the distance from the corner portion of the exterior portion becomes substantially equal, and stress is evenly generated between the exterior portion and the terminal portion. Therefore, cracking and chipping of the exterior part are not easily generated.
[0039]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of ring portions formed of flat metal plates are formed by etching or punching.
[0040]
According to the above configuration, the ring portion can be easily formed with high accuracy, the variation in characteristics can be suppressed, and the productivity can be improved.
[0041]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, in particular, the exterior part includes a non-heated binder in which the thermosetting resin is not completely cured by bonding the binder containing the thermosetting resin and the magnetic powder. The green compact mixed and press-molded in a state is re-pressed and molded so as to cover the coil portion, and is heated and molded so that the thermosetting resin is completely cured. The body is provided with a weakly hardened portion having a hardness at which the shape of the green compact is deformed when the green compact is re-pressed, and two compacts are formed, and the weakly hardened portion of the green compact is formed by the coil portion. Is formed by re-pressing the green compact so as to cover the surface.
[0042]
According to the above configuration, usually, a mold is used for pressure molding, but since the compact is a solid, the amount of the compact between the mold and the coil portion is reduced during re-press molding. It is hard to fluctuate, and the coating thickness of the exterior part is easy to be uniform over the entire circumference of the coil part, and it is possible to suppress variation in characteristics and to support the coil part by the green compact itself, so positioning of the coil part is accurate Poor molding of the exterior part can be prevented.
[0043]
In particular, the green compact is provided with a weakly hardened portion having such a hardness that the shape of the green compact is deformed during the re-pressing, and the green compact is re-pressed so that the weakly hardened portion covers the coil portion. As a result, the weakly hardened portion of the green compact loses its shape, and the weakly hardened portion of the green compact is filled with no gap between itself and the coil portion.
[0044]
Further, the magnetic efficiency can be improved by reducing the magnetic gap.
[0045]
The invention according to claim 14 of the present invention is characterized in that, in the invention according to claim 13, in particular, when the green compact is subjected to re-press molding, the strong hard portion having a hardness such that the shape of the green compact is not lost. A structure in which a shape of the green compact is weakened when the green compact is pressed, and the exterior portion has at least one of the high hardness portions of the green compact supporting one surface of the coil portion. It is.
[0046]
According to the above configuration, since the hardness portion of the green compact firmly supports one surface of the coil portion, the coil portion is less likely to be displaced at the time of re-press molding, and the coil portion can be accurately positioned.
[0047]
In the invention according to claim 15 of the present invention, in the invention according to claim 1, in particular, the exterior part is a dust core containing magnetic powder, and an upper surface part corresponding to an upper part of a coil part; It has a lower surface portion corresponding to a lower portion of the coil portion, and an intermediate portion corresponding to a height portion of the coil portion, and has a thickness dimension including the coil portion smaller than a diameter of a through hole of the coil portion. And the density of the upper surface portion and the density of the lower surface portion are higher than the density of the intermediate portion.
[0048]
With the above configuration, the upper surface of the outer portion corresponding to the upper portion of the coil portion until the thickness of the inner portion enclosing the coil portion (the distance between the coil portion and the surface of the outer portion) becomes smaller than the diameter of the through hole of the coil portion. Even if the lower part is formed by thinning the lower part of the exterior part corresponding to the lower part of the coil part and the lower part, the density of the upper part and the density of the lower part are made larger than the density of the middle part. Therefore, occurrence of magnetic saturation can be suppressed in the upper surface portion and the lower surface portion.
[0049]
That is, the inside of the through hole of the coil portion corresponds to the middle portion of the exterior portion, but since the density of the upper surface portion and the lower surface portion of the exterior portion is higher than the density of this middle portion, the inside of the through hole passes through the inside of the through hole. Even if the magnetic flux that passes through the upper and lower portions that are smaller than the diameter of the through hole, the magnetic permeability can be increased by an amount corresponding to the density higher at the upper and lower portions than at the intermediate portion. The height can be reduced without causing magnetic saturation in the portion.
[0050]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0051]
FIG. 1 is a plan view of a plurality of ring portions made of a metal flat plate arranged in a plane of a coil component according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the coil portion of the coil component, and FIG. FIG. 4 is a sectional view of the coil component.
[0052]
1 to 4, a
[0053]
The plurality of
[0054]
A
[0055]
As shown in FIGS. 5 and 6, the
[0056]
Further, the
[0057]
A
[0058]
As shown in FIG. 4, the
[0059]
The
[0060]
The
[0061]
As shown in FIGS. 9A to 9G, the method for manufacturing the coil component having the above configuration is as follows.
[0062]
First, a
[0063]
The coil part forming step includes a ring part forming step and a bending step.
[0064]
First, a plurality of
[0065]
The
[0066]
The
[0067]
The
[0068]
The
[0069]
Next, it bends at this
[0070]
Second, the
[0071]
The exterior part forming step includes a powder molding step, a re-pressing step, and a thermosetting step.
[0072]
First, a binder containing a thermosetting resin and a magnetic powder are mixed in a non-heated state so that the thermosetting resin is not completely cured, and are molded under pressure to form two compacts 45 (compacting). Powder molding process).
[0073]
The green compact 45 has an E-shaped pot shape having a
[0074]
The weakly hardened portion and the hardly hardened portion are formed by a portion where the density of the green compact 45 is reduced (weakly hardened portion) and a portion where the density is increased (strongly hardened portion). cm 2 The hardness is such that the shape is broken by the pressure of.
[0075]
Here, the hardness at which the shape of the green compact 45 is broken means that the shape of the green powder is broken by the particle size. Since the broken state is not broken by the particle size of the magnetic powder, it is not included in the range of the broken hardness.
[0076]
Next, the
[0077]
These are arranged in a
[0078]
Of the two upper and
[0079]
From the one surface side of the
[0080]
From the other surface side of the
[0081]
At the same time, the gap between the
[0082]
Further, the
[0083]
In particular, the
[0084]
Then, the
[0085]
Finally, the terminal 35 is bent along the exterior 36 (FIG. 9G).
[0086]
The coil component having the above configuration has the following operation.
[0087]
Since the
[0088]
This
[0089]
Since the
[0090]
In addition, since the insulating
[0091]
Further, the
[0092]
In the
[0093]
Further, since the
[0094]
The
[0095]
In particular, in the
[0096]
At this time, the
[0097]
The
[0098]
The
[0099]
At this time, since the hardness portion of the green compact 45 firmly supports one surface of the
[0100]
In particular, the green compact 45 is provided with a weak hardness portion having a hardness such that the shape of the green compact 45 is deformed during re-pressing, and the green compact 45 is coated so that the weak hardness portion covers the
[0101]
Further, the inner thickness dimension (the distance between the
[0102]
That is, the inside of the through
[0103]
Further, according to the manufacturing method of the present invention, the above-described coil component can be manufactured.
[0104]
As described above, according to the embodiment of the present invention, since the
[0105]
In the embodiment of the present invention, three
[0106]
As shown in FIG. 17, an insulating
[0107]
At this time, the length (T1) of the
[0108]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the ring portion is formed of a metal flat plate, it is possible to provide a coil component that operates in a high-frequency region and that can handle a large current while ensuring an inductance value and a small DC resistance value. .
[0109]
Further, the terminal portion is formed from the angle formed by the center line connecting the centers of the adjacent ring portions connected to each other at the ring connecting portion, and the center line of the ring portion connected to the terminal portion and the center of the ring portion. Since the sum of the angles with the extension line extending toward the end is 180 degrees, the ring portions can be easily overlapped with each other up and down.
[0110]
In particular, the coil portion in which the ring connecting portion is bent and the ring portion is overlapped with the upper and lower portions is disposed at a position where the end of the arc-shaped portion of the ring portion forming the terminal portion is opposed to the center of the ring portion. Since it is possible, it is not necessary to consider the directionality of the terminal portion at the time of mounting, and the usability is good.
[0111]
At this time, the ring connecting portion can be arranged at a position substantially 45 degrees with respect to a straight line connecting the ends forming the terminal portions, so that the mounting area can be reduced. That is, in a rectangular mounting portion in which the ring portion is inscribed, the mounting area can be reduced by disposing the ring connecting portion at a corner of the mounting portion.
[0112]
Furthermore, if the exterior portion is formed in a prismatic shape, the outer dimensions of the exterior portion can be reduced by arranging the ring connecting portion at the corner portion, thereby achieving downsizing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a plurality of ring portions made of a flat metal plate arranged in a plane of a coil component according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a coil portion of the coil component.
FIG. 3 is a perspective view of the coil component.
FIG. 4 is a sectional view of the coil component.
FIG. 5 is a plan view of a ring portion provided with an insulating coating layer used for the coil component.
FIG. 6 is a sectional view of a ring portion provided with an insulating coating layer used for the coil component.
FIG. 7A is a cross-sectional view of the vicinity of a ring connecting portion before bending of a ring portion.
(B) Sectional view of the vicinity of the ring connecting part after bending of the ring part
FIG. 8 is a cross-sectional view of the vicinity of a ring connection portion before bending of another ring portion.
FIG. 9 is a manufacturing process diagram of the coil component.
FIG. 10 (a) is a cross-sectional view of a ring portion of the same coil component which has been subjected to chamfering and provided with an insulating coating layer.
(B) A cross-sectional view near the outer peripheral edge of the ring portion when the ring portions are overlapped.
FIG. 11 (a) is a cross-sectional view of an unchamfered ring portion provided with an insulating coating layer.
(B) A cross-sectional view near the outer peripheral edge of the ring portion when the ring portions are overlapped.
FIG. 12 is a process chart showing a bending process of a ring portion in a manufacturing process of the coil component.
FIG. 13A is a cross-sectional view showing how a ring portion having a protruding portion is deformed after forming an exterior portion.
(B) Plan view of the ring portion
FIG. 14A is a cross-sectional view showing a deformation state of a ring portion having a protruding portion that is not extended after forming an exterior portion.
(B) Plan view of the ring portion
FIG. 15 is a sectional view of the coil component when there is no step.
FIG. 16 is a plan view of four ring portions made of a metal plate arranged in a plane of a coil component in another embodiment.
FIG. 17 is a plan view of the ring portion provided with an insulating coating layer.
FIG. 18 is a process diagram showing a bending process of the ring portion.
FIG. 19 is an exploded perspective view of a conventional coil component.
[Explanation of symbols]
30 steps
31 Ring connection
32 Ring section
33 Through hole
34 coil
35 Terminal
36 Exterior
37 Notch
38 arc-shaped part
39 Projection
40 Perimeter
41 Insulation coating layer
42 groove
43 corner
44 between corners
45 green compact
46 back
47 Middle leg
48 Outer leg
49 Mold
50 Top part
51 Lower part
52 Middle part
52a middle part
52b Outside middle part
53 recess
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