JP2005175180A

JP2005175180A - 巻線型電子部品

Info

Publication number: JP2005175180A
Application number: JP2003412716A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Hanato; 義夫花登
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】第２層以降の巻線１では図６の（ｂ）に示した関係は解消されておらず、しかもトラバース量のバラツキ等も原因し、図７の（ａ）に示すように第２層以降の巻線間に巻乱れが生じる。
【解決手段】巻線型電子部品１０は、角型のボビン１１と、このボビン１１の巻芯部１１Ａに複数層に渡って巻回され且つ断面形状が実質的に正四角形を呈する巻線１２とを備え、第２層目以降の巻線１２によって、それぞれの巻線１２の表面に、その上層の巻線１２の稜部に即した形状を有する嵌入溝１２Ａが形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、インダクタ、トランス、コモンモードチョークコイル等の巻線型電子部品に関し、更に詳しくは、巻線に巻乱れのない巻線型電子部品に関するものである。

例えば、従来のインダクタ等の巻線型電子部品は、ボビンと、このボビンの巻芯部に複数層に渡って巻回された巻線とを備え、巻回された巻線の両端部がボビンのフランジの少なくとも一方に形成された電極に接続されて構成されている。巻線としては、例えば、特許文献１の記載された断面形状が円形の巻線や、特許文献２に記載された断面形状が四角形の巻線が知られている。

而して、巻線をボビンの巻芯部に巻回する場合には、例えばボビンの巻芯部に対して平行に巻線ノズルをトラバースさせながら巻芯部に巻線を巻回している。巻線は、図６の（ａ）に示すように、所望の電気的特性を得るためには上下の各層の巻線１がボビン２の巻芯部２Ａに隙間なく巻回すると共に２層目以降でも同図に示すように下層との間でも隙間なく巻回することが理想である。つまり、上層の巻線は、下層の巻線間に形成された螺旋状の凹部を嵌入溝として、この嵌入溝に従って巻線を巻回することが理想である。

しかしながら、図６の（ｂ）に示すように丸線の場合には巻線間に形成される嵌入溝の深さｄが浅く、しかも巻線が丸いために滑りやく、上層の巻線が下層の嵌入溝内に留まれないため、あるいは、巻線時の巻線の張力にバラツキがあったり、巻線ノズルのトラバース量のバラツキ等があるため、図６の（ｃ）に示すように理想通りに巻回することができず、巻乱れを生じる。この巻乱れによって以下の不具合が生じる。

即ち、巻乱れによってボビンのフランジ間に所定の巻数で巻回することができなくなる。また、ボビンのフランジ間に連結板（例えば、フェライト板）がある場合には巻き乱れによる部分的な巻膨らみが生じ、連結板を押し上げ、インダクタンス等の電気特性を低下させる。また、巻膨らみによってフランジから巻線がはみ出して断線する虞がある。更に、高周波領域で使用するものの場合には、製品によって高周波特性のバラツキを生じる虞がある。

そこで、特許文献１には、巻芯部に巻線の保持溝を設けると共にフランジにコイル電線導入溝を設けたボビンが提案され、保持溝で第１層の巻線を整列保持して断面円形の巻線の巻乱れを抑制する技術について記載されている。また、特許文献２には、加圧用ローラ等の特殊の装置を用いて断面四角の巻線をボビンに対して隙間なく巻回する技術について記載されている。

実開平４−３６２０３号公報特開昭６１−７９２０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術の場合には、第１層の巻線１は保持溝２Ｂによって巻線を隙間なく整列保持することができるが、第２層以降の巻線１では図６の（ｂ）に示した関係は解消されておらず、しかもトラバース量のバラツキ等も原因し、図７の（ａ）に示すように第２層以降の巻線間に巻乱れが生じるという課題があった。また、これと同一の理由から角線３の場合にも図７の（ｂ）に示すように巻乱れが生じるという課題があった。また、特許文献２の技術の場合には、加圧用ローラ等の特殊な装置が必要になり、製造装置の構造が複雑で、延いてはコスト高になるという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、巻乱れがなく所望の電気的特性を安定且つ確実に得ることができ、しかもコスト高を招くことのない巻線型電子部品を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に記載の巻線型電子部品は、ボビンと、このボビンの巻芯部に複数層に渡って巻回され且つ断面が多角形状を呈する巻線と、を備えた巻線型電子部品であって、少なくとも上記第２層目以降の巻線によって、それぞれの巻線の表面に、その上層の巻線の少なくとも一つの稜部に即した形状を有する嵌入溝が形成されてなることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の巻線型電子部品は、請求項１に記載の発明において、上記巻芯部の表面に、上記巻線の少なくとも一つの稜部に即した形状を有する嵌入溝が形成されてなることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載の巻線型電子部品は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記第１層の巻線は、巻線間に上記巻線の少なくとも一つの稜部が嵌まり込む隙間を形成してなることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載の巻線型電子部品は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記巻線の断面形状が、実質的に四角形に形成されてなることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載の巻線型電子部品は、請求項1〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記ボビンは、上記巻芯部の両端に形成されたフランジと、これら両フランジの双方またはいずれか一方に上記巻線の両端部をそれぞれ接続する電極と、を有することを特徴とするものである。

本発明の請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、巻乱れがなく所望の電気的特性を安定且つ確実に得ることができ、しかもコスト高を招くことのない巻線型電子部品を提供することができる。

以下、図１〜図５に示す実施例に基づいて本発明の巻線型電子部品について説明する。尚、各図中、図１は本発明の巻線型電子部品の一実施形態を示す図で、（ａ）はそのボビンを示す斜視図、（ｂ）はその側面図、図２は図１に示す巻線型電子部品の他の実施形態の要部を示す拡大断面図、図３、図４はそれぞれ本発明の巻線型電子部品の更に他の実施形態の要部を示す拡大断面図、図５は本発明の巻線型電子部品の更に他の実施形態に用いられるボビンを示す斜視図である。

本実施例の巻線型電子部品１０は、例えば図１の（ａ）（ｂ）に示すように、フェライトやアルミナ等の絶縁材料によって形成された角型のボビン１１と、このボビン１１の巻芯部１１Ａに複数層に渡って巻回され且つ断面形状が実質的に正四角形を呈する巻線１２とを備えている。断面形状が実質的に正四角形を呈する巻線とは、巻線の製造過程でその稜部に多少の丸みがあったり、正四角形が多少崩れている場合等を含むことを意味する。尚、巻線１２の表面には絶縁被膜が施されている。

図１の（ａ）に示すように、巻芯部１１Ａは断面が矩形状に形成され、この巻芯部１１Ａの両端には四角形状のフランジ１１Ｂ、１１Ｂがそれぞれ同一大きさに形成されている。そして、これらのフランジ１１Ｂ、１１Ｂの上端面には電極１３、１３が形成されている。電極１３は、例えばＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ（合金）、Ａｇ−Ｐｔ（合金）等によって１〜３０μｍ厚に形成された薄膜層（または、厚膜層）と、この薄膜層上にＮｉ、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｐｄ（合金）等によって１〜３０μｍ厚に形成されたメッキ層とからなっている。

上記巻線１２の両端部は、図１の（ｂ）に示すようにそれぞれ熱圧着等の溶着手段によって電極１３、１３に電気的に接続（端末処理）されている。また、図１の（ｂ）に示すようにフランジ１１Ｂ、１１Ｂの電極１３，１３の反対側の面にはフェライトやアルミナ等の絶縁材料からなる連結板１４が接着剤によって接合されている。

而して、上記巻線１２は、図２に示すように、断面形状が実質的に正四角形に形成されてボビン１１の巻芯部１１Ａに複数層（本実施例では３層）に渡って巻回され、この巻回層数によって所定のインダクタンス値を得ている。図２からも明らかなように、ボビン１１の巻芯部１１Ａの表面には巻線１２の稜部に即した形状（断面が直角のＶ字形状）を有する嵌入溝１１Ｃが巻線方向に沿って螺旋状に形成され、この嵌入溝１１Ｃは巻線１２の稜部と嵌合して二面で面接触し、巻線１２の位置決めする。従って、巻芯部１１Ａに巻回された第１層の巻線１２は、嵌入溝１１Ｃを介して巻線１２、１２間に殆ど隙間を作ることなく位置決めされた状態で整列保持されている。

嵌入溝１１Ｃと嵌合した巻線１２は、図２に示すように、隣りの巻線１２と稜部で当接し、隣り合う巻線１２、１２間にボビン１１の嵌入溝１１Ｃに準じた第２の嵌入溝１２Ａを形成している。つまり、第１層の巻線１２の表面にはボビン１１の嵌入溝１１Ｃと同様の嵌入溝１２Ａが螺旋状に形成されている。この嵌入溝１２Ａは、断面円形状の巻線の嵌入溝と比較して深溝になっているため、ボビン１１の嵌入溝１１Ｃと同様に第２層の巻線１２が嵌入溝１２Ａ内に確実に噛み込み、巻乱れを生じる虞がない。

以上説明したように本実施例によれば、ボビン１１と、このボビン１１の巻芯部１１Ａに複数層に渡って巻回され且つ断面が実質的に正四角形を呈する巻線１２とを備え、第１層目以降の巻線１２によって、それぞれの巻線１２の表面に、その上層の巻線１２の稜部に即した形状を有する嵌入溝１２Ａが形成されているため、巻線時の張力や巻線ノズルのトラバース量にバラツキがあっても、第１層の巻線１２はボビン１１の嵌入溝１１Ｃに巻回され、第２層以降の巻線１２は、それぞれの下層の巻線１２表面の嵌入溝１２Ａに稜部が確実に噛み込み、嵌入溝１２Ａに従って巻乱れを生じることなく所定の巻数で確実に巻回することができ、所定のインダクタンス値を得ることができ、延いては巻膨らみを生じることがなく、巻膨らみによる断線を生じる虞もない。従って、本実施例の巻線電子部品１０は、高周波領域で使用しても電気的特性にバラツキを生じ難く、安定している。しかも、巻乱れを防止するための装置が一切不要であるため、従来のコストと同様のコストで製造することができ、コストアップになることもない。

本実施例の巻線型電子部品１０Ａは、図３に示すように嵌入溝のないボビン１１に巻線１２を巻回している以外は実施例１に準じて構成されている。従って、実施例１と同一または相当部分には同一符号を付して本実施例の巻線型電子部品について説明する。

本実施例の巻線型電子部品１０Ａは、図３に示すように、第１層目の巻線１２は、巻芯部１１Ａの一面と面接触して所定の隙間δを空けて巻回され、この隙間δに第２層目の巻線１２の稜部が嵌まり込んでいる。つまり、隙間δが第２層目の巻線１２の嵌入溝になっている。そして、第２層目以降の巻線１２の各表面には、図３に示すようにその上層の巻線１２の稜部に即した形状を有する嵌入溝１２Ａがそれぞれ形成されている。従って、第３層目以降の巻線１２は、実施例１の場合と同様に、その稜部が嵌入溝１２Ａと嵌合するため、実施例１と同様に巻線１２を巻回することができ、実施例１と同様に作用効果を期することができる。

本実施例の巻線型電子部品１０Ｂは、図４に示すようにボビン１１を異にする以外は実施例２に準じて構成されている。従って、実施例１と同一または相当部分には同一符号を付して本実施例の巻線型電子部品について説明する。

即ち、本実施例に用いられるボビン１１の表面には、断面四角形状の巻線１２と嵌合する嵌入溝１１Ｃが形成されている。嵌入溝１１Ｃは、図４に示すように、実施例１の場合と異なり、底面が巻線１２の一面と接触し、両側壁が巻線１２の両側面と平行に形成されている。つまり、嵌入溝１１Ｃは、巻線１２の三面と実質的に接触する構造になっており、実施例１の嵌入溝と同様の位置決め機能を有している。そして、各嵌入溝１１Ｃ、１１Ｃ間の壁の厚みが実施例２の隙間δを作る役割を果たしている。従って、本実施例においても上記各実施例と同様の作用効果を期することができる。

本実施形態の巻線型電子部品は、図５に示すように上記各実施例とは異なるボビンが用いられている。このボビン１１は、巻芯部１１Ａ両端のフランジ１１Ｂ_１、１１Ｂ_２の大きさが相違する。第１のフランジ１１Ｂ_１（図５では下方）は、第２のフランジ１１Ｂ_２（図５では上方）よりも大きく形成されている。第１のフランジの互いに対向する端面にはそれぞれ上記各実施例と同様の電極１３、１３が形成され、これらの電極１３、１３に対して巻芯部１１Ａに巻回された巻線（図示せず）の両端部がそれぞれ電気的に接続（端末処理）されている。巻線は上記各実施例と同様の形態で巻芯部１１Ａに巻回されている。

そして、ボビン１１にはケース部材（図示せず）が装着され、外部から巻線を封止している。つまり、ケース部材は、角筒状に形成され、その一端面が第１のフランジ１１Ｂ_１の内面に接合するように形成され、他端面が第２のフランジ１１Ｂ_２の外面と面一になるように形成されている。ケース部材の内周面は、第２のフランジ１１Ｂ_２と略同一の寸法を有し、第２のフランジの外周面に接合できるようになっている。巻線は上記各実施例と同様の形態で巻芯部１１Ａに巻回されていて、巻膨れがないため、ケース部材をボビン１１に対して確実に装着することができる。従って、本実施例の巻線型電子部品は、ケース部材で巻線を封止し、全体としては矩形状のブロック状の電子部品として形成されている。本実施例においても上記各実施例と同様の作用効果を期することができる。

尚、本発明は上記各実施例に何等制限されるものではなく、本発明の各構成要素を適宜設計変更することができる。例えば、上記実施例では巻線の断面形状が四角形の場合について説明したが、巻線の積層断面がハニカム状になる六角形の断面形状であっても良い。

本発明は、インダクタ、トランス、コモンモードチョークコイル等の巻線型電子部品に好適に利用することができる。

本発明の巻線型電子部品の一実施形態を示す図で、（ａ）はそのボビンを示す斜視図、（ｂ）はその側面図である。図１に示す巻線型電子部品の他の実施形態の要部を示す拡大断面図である。本発明の巻線型電子部品の更に他の実施形態の要部を示す拡大断面図である。本発明の巻線型電子部品の更に他の実施形態の要部を示す拡大断面図である。本発明の巻線型電子部品の更に他の実施形態に用いられるボビンを示す斜視図である。従来の巻線型電子部品の巻線状態の断面を示す図で、（ａ）は理想的状態の断面を拡大して示す図、（ｂ）は上層の巻線と下層の巻線の関係を説明する図、（ｃ）は巻線が乱れた状態を示す図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来の巻線型電子部品の要部を示す断面図で、（ａ）は丸線を用いた巻線型電子部品、（ｃ）は角線を用いた巻線型電子部品である。

符号の説明

１０巻線型電子部品
１１ボビン
１１Ａ巻芯部
１１Ｂフランジ
１１Ｃ嵌入溝
１２巻線
１２Ａ嵌入溝
１３電極
δ 隙間

Claims

ボビンと、このボビンの巻芯部に複数層に渡って巻回され且つ断面が多角形状を呈する巻線と、を備えた巻線型電子部品であって、少なくとも上記第２層目以降の巻線によって、それぞれの巻線の表面に、その上層の巻線の少なくとも一つの稜部に即した形状を有する嵌入溝が形成されてなることを特徴とする巻線型電子部品。
上記巻芯部の表面に、上記巻線の少なくとも一つの稜部に即した形状を有する嵌入溝が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の巻線型電子部品。
上記第１層の巻線は、巻線間に上記巻線の少なくとも一つの稜部が嵌まり込む隙間を形成してなることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の巻線型電子部品。
上記巻線の断面形状が、実質的に四角形に形成されてなることを特徴とする請求項1〜請求項３のいずれか１項に記載の巻線型電子部品。
上記ボビンは、上記巻芯部の両端に形成されたフランジと、これら両フランジの双方またはいずれか一方に上記巻線の両端部をそれぞれ接続する電極と、を有することを特徴とする請求項1〜請求項４のいずれか１項に記載の巻線型電子部品。