JP2004221177A

JP2004221177A - コイル部品

Info

Publication number: JP2004221177A
Application number: JP2003004450A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Morimoto; 慎一守本; Akihiko Ibata; 昭彦井端; Hiromasa Ozaki; 浩正尾崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】作動領域が高周波領域で、適度なインダクタンス値及び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。
【解決手段】コイル部１１は、導線１２の一方の端部を外周端１４とし、他方の端部を内周端１５とするように、レーザ加工によって螺旋状に溝切加工した金属平板１６からなっており、溝切加工された溝幅寸法（Ｗ１）は導線１２の厚み寸法（Ｈ）以下とするとともに、導線１２の厚み寸法（Ｈ）は導線１２の幅寸法（Ｗ２）以上とした構成である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器等に使用す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１７は従来のコイル部品の平面図、図１８は同コイル部品の断面図、図１９は同コイル部品の平面断面図である。
【０００４】
図１７〜図１９において、従来のコイル部品は箔状の導線からなる板状導線１を渦巻き状に巻回して形成した空心コイル２と、この空心コイル２の両端に接続した端子部３と、空心コイル２を載置する貫通孔を有した絶縁基板４と、この絶縁基板４の貫通孔に中央磁脚を挿入したＥ型磁芯５と、このＥ型磁芯５と組み合い閉磁路磁芯を形成するＩ型磁芯６とを備えた構成である。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連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２００１−２０３１０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、携帯機器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、１０μＨ以下のインダクタンス値、数百ｍΩの直流抵抗値を確保しつつ、数百ｍＡ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１を渦巻き状に巻回して空心コイル２を形成するとともに、Ｅ型磁芯５とＩ型磁芯６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、また小型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、適度なインダクタンス値及び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、コイル部は、導線の一方の端部を外周端とし、他方の端部を内周端とするように、螺旋状に溝切加工した金属平板からなる構成である。
【００１２】
上記構成により、コイル部は螺旋状に溝切加工した金属平板からなるので、大電流に対応できるとともに、適度なインダクタンス値及び直流抵抗値を確保でき、しかも、簡易な構造であるため、小型化も可能である。
【００１３】
本発明の請求項２記載の発明は、特に、溝切加工された溝幅寸法は導線の厚み寸法以下とした構成である。
【００１４】
上記構成により、コイル部の占積率を向上することができる。
【００１５】
本発明の請求項３記載の発明は、特に、導線の厚み寸法は前記導線の幅寸法以上とした構成である。
【００１６】
上記構成により、導線のアスペクト比を大きくして大電流対応できる。
【００１７】
本発明の請求項４記載の発明は、特に、溝切加工はレーザ加工とした構成である。
【００１８】
上記構成により、金属平板を的確に溝切加工できる。
【００１９】
本発明の請求項５記載の発明は、特に、コイル部の隣接する導線間には絶縁物を設けた構成である。
【００２０】
上記構成により、導線間の絶縁を的確に図ることができる。
【００２１】
本発明の請求項６記載の発明は、特に、コイル部の導線には絶縁物を被覆した構成である。
【００２２】
上記構成により、導線間の絶縁をより的確に図ることができる。
【００２３】
本発明の請求項７記載の発明は、特に、コイル部は複数積層しており、上下に隣接した前記コイル部の導線の内周端または外周端を電気的接続するとともに、最下層及び最上層の前記コイル部の導線の外周端に端子部を設けた構成である。
【００２４】
上記構成により、コイル部を容易に積層できるとともに、コイル部の導線に端子部を容易に設けることができる。
【００２５】
本発明の請求項８記載の発明は、特に、コイル部は２層のみ積層しており、前記コイル部の導線の内周端を前記コイル部の中心軸部側において電気的接続し、かつ、前記コイル部の導線の外周端を互いに反対方向に位置するように配置した構成である。
【００２６】
上記構成により、２層のコイル部を積層しつつ、的確に端子部を配置することができる。
【００２７】
本発明の請求項９記載の発明は、特に、前記コイル部は第１の絶縁シートを介して複数積層した構成である。
【００２８】
上記構成により、コイル部を複数層積層しても、第１の絶縁シートにより、隣接するコイル部の絶縁を的確に図ることができる。
【００２９】
本発明の請求項１０記載の発明は、特に、中脚部と、前記中脚部の外方に配置した外脚部と、前記中脚部及び前記外脚部とを連接した背脚部とを有する閉磁路磁芯部を設け、コイル部の中心軸部に前記閉磁路磁芯部の中脚部を配置するとともに、前記コイル部の外方に、前記閉磁路磁芯部の外脚部を配置し、かつ、第２の絶縁シートを介して前記閉磁路磁芯の背脚部を前記コイル部と対向させて配置した構成である。
【００３０】
上記構成により、第２の絶縁シートにより、閉磁路磁芯の背脚部とコイル部との絶縁を的確に図ることができる。
【００３１】
本発明の請求項１１記載の発明は、特に、閉磁路磁芯は未焼成フェライトシートを焼成して形成した構成である。
【００３２】
上記構成により、未焼成フェライトシートを用いることもできる。
【００３３】
本発明の請求項１２記載の発明は、特に、溝切加工した金属平板からなるコイル部の導線は、メッキを施してメッキ被覆導線とした構成である。
【００３４】
上記構成により、溝切加工した金属平板からなるコイル部の導線の線径が細くなったとしても、メッキを施しているので、所望の太さのメッキ被覆導線を得ることができ、信頼性を損なうことがない。
【００３５】
また、溝切加工に起因して導線の加工屑、バリ等が生じたとしても、メッキによって、それらが内包されるので、コイル部の表面精度を高め、信頼性を向上できる。
【００３６】
本発明の請求項１３記載の発明は、特に、隣接するメッキ被覆導線の間隔がメッキ被覆導線の厚み寸法以下とした構成である。
【００３７】
上記構成により、コイル部の占積率を向上することができる。
【００３８】
本発明の請求項１４記載の発明は、特に、メッキ被覆導線の厚み寸法をメッキ被覆導線の幅寸法以上とした構成である。
【００３９】
上記構成により、メッキ被覆導線のアスペクト比を大きくして大電流対応できる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を用いて、本発明のコイル部品について図面を参照しながら説明する。
【００４１】
図１は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の断面図、図２〜図１１は同コイル部品の製造工程図、図１２は同コイル部品のコイル部近傍（図１のＡ部に相当）の拡大断面図、図１３は同コイル部品の斜視図、図１４は同コイル部品の正面図、図１５は他のコイル部品のコイル部近傍（図１のＡ部に相当）の拡大断面図である。
【００４２】
図１〜図１４において、本発明の一実施の形態におけるコイル部品は、中心軸部１０に貫通孔を有し、この中心軸部１０の周りに導線１２を螺旋状に巻回して形成したコイル部１１と、このコイル部１１の導線１２と連接した端子部１３とを備えている。
【００４３】
コイル部１１は、導線１２の一方の端部を外周端１４とし、他方の端部を内周端１５とするように、レーザ加工によって螺旋状に溝切加工した金属平板１６からなっており、溝切加工された溝幅寸法（Ｗ１）は導線１２の厚み寸法（Ｈ）以下とするとともに、導線１２の厚み寸法（Ｈ）は導線１２の幅寸法（Ｗ２）以上としている。
【００４４】
また、コイル部１１の隣接する導線１２間も含め、コイル部１１の導線１２には絶縁物を被覆している。
【００４５】
さらに、コイル部１１は第１の絶縁シート１７を介して２層のみ積層しており、上下層のコイル部１１において、コイル部１１の導線１２の内周端１５をコイル部１１の中心軸部１０側において電気的接続し、かつ、コイル部１１の導線１２の外周端１４を互いに反対方向に位置するように配置している。
【００４６】
そして、中脚部１８と、この中脚部１８の外方に配置した外脚部１９と、中脚部１８及び外脚部１９とを連接した背脚部２２とを有する閉磁路磁芯２１を設けており、コイル部１１の中心軸部１０に閉磁路磁芯２１の中脚部１８を配置するとともに、コイル部１１の外方に、閉磁路磁芯２１の外脚部１９を配置し、かつ、第２の絶縁シート２０を介して閉磁路磁芯２１の背脚部２２をコイル部１１と対向させて配置している。
【００４７】
このコイル部品は、厚さ１ｍｍ以下、２〜４ｍｍ角の外形寸法となり、コイル部１１の導線１２の幅寸法（Ｗ２）及び溝幅寸法（Ｗ１）は数十〜数百μｍ、導線１２の厚み寸法（Ｈ）は数百μｍとなる。
【００４８】
上記コイル部品の製造方法は、図２〜図１１に示す通り、次の工程からなる。
【００４９】
第１に、金属フレーム２３に連接部２４を介して連接された所定形状部を金属平板１６から打ち抜く（打ち抜き工程）（図２）。
【００５０】
この所定形状部は、中心軸部１０に貫通孔を有したドーナツ形状部２５に端子形成用部２６を延設する（打ち抜き工程において一体的に打ち抜いている）とともに、この端子部１３とドーナツ形状部２５との境界近傍部に連接部２４を連接している。
【００５１】
第２に、端子形成用部２６を境界近傍部より折曲する（折曲工程）（図３）。
【００５２】
第３に、中心軸部１０の周りに導線１２が螺旋状に巻回されたコイル部１１を所定形状部に形成する（コイル部形成工程）（図４）。
【００５３】
このコイル部形成工程では、導線１２の一方の端部を外周端１４とし、他方の端部を内周端１５とするように、金属平板１６を螺旋状にレーザによって溝切加工してコイル部１１を形成しており、端子形成用部２６がコイル部１１の導線１２の外周端１４に連接される。
【００５４】
また、溝切加工された溝幅寸法（Ｗ１）は導線１２の厚み寸法（Ｈ）以下とするとともに、導線１２の厚み寸法（Ｈ）は導線１２の幅寸法（Ｗ２）以上としている。
【００５５】
第４に、コイル部１１上に第１の絶縁シート１７を配置するとともに、コイル部１１の隣接する導線１２間も含め、コイル部１１の導線１２には絶縁物を被覆している（絶縁物形成工程）（図５）。
【００５６】
第５に、コイル部１１の導線１２の内周端１５に対応する位置において、第１の絶縁シート１７にスルーホール２７を形成する（スルーホール形成工程）（図６）。
【００５７】
第６に、第１の絶縁シート１７を介してコイル部１１を２層積層する（積層工程）（図７）。
【００５８】
この際、コイル部１１は、互いの端子形成用部２６が反対方向に位置するように配置している。
【００５９】
第７に、第１の絶縁シート１７のスルーホール２７に対応する位置において、２層のコイル部１１の導線１２の内周端１５にスルーホール２７を形成するとともに、このスルーホール２７を介して、コイル部１１の中心軸部１０側において電気的接続する（接続工程）（図８）。
【００６０】
第８に、中脚部１８と、この中脚部１８の外方に配置した外脚部１９と、中脚部１８及び外脚部１９とを連接した背脚部２２とを有する閉磁路磁芯２１を、コイル部１１の中心軸部１０に閉磁路磁芯２１の中脚部１８が位置し、コイル部１１の外方に、閉磁路磁芯２１の外脚部１９が位置するように配置するとともに、第２の絶縁シート２０を介して閉磁路磁芯２１の背脚部２２がコイル部１１と対向するように配置する（磁芯配置工程）（図９）。
【００６１】
この際、閉磁路磁芯２１をＮｉ−Ｚｎ系等からなる高絶縁抵抗の材質にすれば、第２の絶縁シート２０は設けなくてもよい。
【００６２】
第９に、電着工法によりコイル部１１に電着絶縁樹脂を塗布するとともに、電着絶縁樹脂を端子形成用部２６から除去し、端子形成用部２６に一般的な端子メッキを施して端子部１３を形成する（端子部形成工程）（図１０）。
【００６３】
この際、電着絶縁樹脂を端子形成用部２６から除去するために、積層されたコイル部１１を反転させて端子形成用部２６の下面２８を上方に向け、レーザを端子形成用部２６に照射して、電着絶縁樹脂を焼失、剥離させる（電着絶縁樹脂剥離工程）（図１１）。
【００６４】
第１０に、連接部２４を切断し個片を分離して完成品を得る。
【００６５】
上記構成のコイル部品について、以下その動作を説明する。
【００６６】
上記構成により、コイル部１１は螺旋状に溝切加工した金属平板１６からなるので、大電流に対応できるとともに、適度なインダクタンス値及び直流抵抗値を確保でき、しかも、簡易な構造であるため、小型化も可能である。
【００６７】
特に、溝切加工はレーザ加工としているので、金属平板１６を的確に溝切加工できる。図１２に示すように、この溝切加工された溝幅寸法（Ｗ１）は導線１２の厚み寸法（Ｈ）以下とするとともに、前記導線１２の厚み寸法（Ｈ）は前記導線１２の幅寸法（Ｗ２）以上としているので、コイル部１１の占積率を向上しつつ、導線１２のアスペクト比を大きくして大電流対応できる。
【００６８】
また、コイル部１１の隣接する導線１２間には絶縁物を設ける、または、コイル部１１の導線１２には絶縁物を被覆しているので、導線１２間の絶縁を的確に図ることができる。
【００６９】
さらに、コイル部１１は２層のみ積層しており、コイル部１１の導線１２の内周端１５をコイル部１１の中心軸部１０側において電気的接続し、かつ、コイル部１１の導線１２の外周端１４を互いに反対方向に位置するように配置しているので、２層のコイル部１１を積層しつつ、的確に端子部１３を配置することができる。
【００７０】
特に、コイル部１１は第１の絶縁シート１７を介して積層しているので、第１の絶縁シート１７により、隣接するコイル部１１の絶縁を的確に図ることができるとともに、第２の絶縁シート２０により、閉磁路磁芯２１の背脚部２２とコイル部１１との絶縁を的確に図ることもできる。
【００７１】
このように本発明の一実施の形態によれば、大電流に対応できるとともに、適度なインダクタンス値及び直流抵抗値を確保でき、しかも小型化も可能である。
【００７２】
また、導線１２間の絶縁及び閉磁路磁芯２１の背脚部２２とコイル部１１との絶縁を的確に図ることもできるとともに、コイル部１１を２層積層しても、的確に端子部１３を配置することができる。
【００７３】
なお、本発明の一実施の形態では、コイル部１１は２層のみしか積層していないが、コイル部形成工程後、コイル部１１を複数積層する積層工程を設けるとともに、上下に隣接したコイル部１１の導線１２の内周端１５または外周端１４を電気的接続する接続工程とを設け、端子部形成工程は、最下層及び最上層のコイル部１１の導線１２の外周端１４に端子部１３を設ける工程とすれば、コイル部１１を容易に積層できるとともに、コイル部１１の導線１２に端子部１３を容易に設けることができる。
【００７４】
また、未焼成フェライトシートを焼成して閉磁路磁芯２１を形成する磁芯形成工程を設ければ、未焼成フェライトシートを用いることもできる。
【００７５】
さらに、図１５に示すように、溝切加工した金属平板１６からなるコイル部１１の導線１２に、メッキ２９を施すメッキ工程を設け、溝切加工した金属平板１６からなるコイル部１１の導線１２にメッキ２９を施した構成とすれば、溝切加工した金属平板１６からなるコイル部１１の導線１２の線径が細くなったとしても、メッキ２９を施しているので、所望の太さのメッキ被覆導線３０を得ることができ、信頼性を損なうことがない。
【００７６】
類似した一般的技術としては、一般的なコイル部品のコイル部近傍（図１のＡ部に相当）の拡大断面図である図１６に示すように、フォトリソ工法で基板等に形成した導体部３１にメッキ２９を施してコイル部１１を形成する方法が知られている。しかし、上記構成の方が、導線１２の線径を調整すればメッキ成長の時間を制御できる（導線１２の線径を大きくすればメッキ２９の成長を短時間にできる）点で、加工時間の短縮やコストの抑制を図れ有利である。
【００７７】
この際、隣接するメッキ被覆導線３０の間隔がメッキ被覆導線３０の厚み寸法以下とすれば占積率を向上でき、メッキ被覆導線３０の厚み寸法をメッキ被覆導線３０の幅寸法以上とすれば、アスペクト比を大きくできる。
【００７８】
また、溝切加工に起因して導線１２の加工屑、バリ等が生じたとしても、メッキ２９によって、それらが内包されるので、コイル部１１の表面精度を高め、信頼性を向上できる。
【００７９】
特に、メッキ工程前に、エッチング工程を設ければ、溝切加工に起因して導線１２の加工屑、バリ等が生じたとしても、これらを除去することができ、信頼性をより向上できる。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、コイル部は螺旋状に溝切加工した金属平板からなるので、大電流に対応できるとともに、適度なインダクタンス値及び直流抵抗値を確保でき、しかも、簡易な構造であるため、小型化も可能なコイル部品を提供することができる。
【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断面図
【図２】同コイル部品の製造工程における打ち抜き工程図
【図３】同コイル部品の製造工程における折曲工程図
【図４】同コイル部品の製造工程におけるコイル部形成工程図
【図５】同コイル部品の製造工程における絶縁物形成工程図
【図６】同コイル部品の製造工程におけるスルーホール形成工程図
【図７】同コイル部品の製造工程における積層工程図
【図８】同コイル部品の製造工程における接続工程図
【図９】同コイル部品の製造工程における磁芯配置工程図
【図１０】同コイル部品の製造工程における端子部形成工程図
【図１１】同コイル部品の製造工程における電着絶縁樹脂剥離工程図
【図１２】同コイル部品のコイル部近傍の拡大断面図
【図１３】同コイル部品の斜視図
【図１４】同コイル部品の正面図
【図１５】他のコイル部品のコイル部近傍の拡大断面図
【図１６】一般的なコイル部品のコイル部近傍の拡大断面図
【図１７】従来のコイル部品の平面図
【図１８】同コイル部品の断面図
【図１９】同コイル部品の平面断面図
【符号の説明】
１０中心軸部
１１コイル部
１２導線
１３端子部
１４外周端
１５内周端
１６金属平板
１７第１の絶縁シート
１８中脚部
１９外脚部
２０第２の絶縁シート
２１閉磁路磁芯
２２背脚部
２３金属フレーム
２４連接部
２５ドーナツ形状部
２６端子形成用部
２７スルーホール
２８下面
２９メッキ
３０メッキ被覆導線
３１導体部

Claims

中心軸部に貫通孔を有し、前記中心軸部の周りに導線を螺旋状に巻回して形成したコイル部と、前記コイル部の導線と連接した端子部とを備え、前記コイル部は、導線の一方の端部を外周端とし、他方の端部を内周端とするように、螺旋状に溝切加工した金属平板からなるコイル部品。
溝切加工された溝幅寸法は導線の厚み寸法以下とした請求項１記載のコイル部品。
導線の厚み寸法は前記導線の幅寸法以上とした請求項２記載のコイル部品。
溝切加工はレーザ加工とした請求項１記載のコイル部品。
コイル部の隣接する導線間には絶縁物を設けた請求項１記載のコイル部品。
コイル部の導線には絶縁物を被覆した請求項１記載のコイル部品。
コイル部は複数積層しており、上下に隣接した前記コイル部の導線の内周端または外周端を電気的接続するとともに、最下層及び最上層の前記コイル部の導線の外周端に端子部を設けた請求項１記載のコイル部品。
コイル部は２層のみ積層しており、前記コイル部の導線の内周端を前記コイル部の中心軸部側において電気的接続し、かつ、前記コイル部の導線の外周端を互いに反対方向に位置するように配置した請求項７記載のコイル部品。
前記コイル部は第１の絶縁シートを介して複数積層した請求項７記載のコイル部品。
中脚部と、前記中脚部の外方に配置した外脚部と、前記中脚部及び前記外脚部とを連接した背脚部とを有する閉磁路磁芯部を設け、コイル部の中心軸部に前記閉磁路磁芯部の中脚部を配置するとともに、前記コイル部の外方に、前記閉磁路磁芯部の外脚部を配置し、かつ、第２の絶縁シートを介して前記閉磁路磁芯の背脚部を前記コイル部と対向させて配置した請求項１記載のコイル部品。
閉磁路磁芯は未焼成フェライトシートを焼成して形成した請求項１０記載のコイル部品。
溝切加工した金属平板からなるコイル部の導線は、メッキを施してメッキ被覆導線とした請求項１記載のコイル部品。
隣接するメッキ被覆導線の間隔がメッキ被覆導線の厚み寸法以下とした請求項１２記載のコイル部品。
メッキ被覆導線の厚み寸法をメッキ被覆導線の幅寸法以上とした請求項１３記載のコイル部品。