JP2005236027A

JP2005236027A - 巻線コイル部品

Info

Publication number: JP2005236027A
Application number: JP2004043227A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Maki; 謙一郎牧
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-02-19
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】巻線コイル部品のショート問題を防止する。
【解決手段】絶縁被膜を備えた複数本の巻線が巻芯部に整列巻きされている構成を備えた巻線コイル部品であって、巻芯部４に巻回される巻線２，３のうちの一つの巻線２は、断面形状が四角形状の四角線と成し、それ以外の巻線３は角を持たない丸線と成している。四角線２の隣に丸線３が配置されて四角線２同士が隣り合わない態様でもって、複数の巻線２，３を巻芯部４に整列巻きする。四角線２は、角部を有しているために、その角部に大きな応力が加えられて絶縁被膜が裂ける危険性が高く、四角線同士が隣り合っている場合には、絶縁被膜の損傷に起因して四角線同士がショートする虞がある。これに対して、角部を持たない丸線は絶縁被膜の損傷発生確率が低いので、丸線を四角線間に配置することにより、絶縁被膜の損傷に起因した巻線間のショートを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、巻線を巻芯部に巻回して成る巻線コイル部品に関するものである。

図３（ａ）には巻線コイル部品の一例が斜視図により示され、図３（ｂ）には図３（ａ）のＡ−Ａ部分の断面図が示されている。この巻線コイル部品２０は、巻線２１が巻芯部２２に巻回形成されている構成を有するものである（例えば特許文献１参照）。巻線２１は、導線に絶縁被膜が設けられている態様を有し、断面形状が四角形状の四角線である。巻芯部２２は、その両端部にフランジ部２３（２３ａ，２３ｂ）を備えており、それらフランジ部２３ａ，２３ｂ間に巻線２１が巻回形成されている。

特開平８−２１３２４８号公報

ところで、巻線コイル部品を構成する巻線としては、断面形状が円形である丸線を使用することが一般的であった。これに対して、図３に示される巻線コイル部品２０では、断面形状が四角形状の四角線を用いている。それというのは、四角線を用いることにより、丸線を用いる場合よりも占積効率を高めることができて巻線コイル部品の直流抵抗を小さく抑制することができるからである。

しかしながら、四角線の導線は角部（稜線部）を有しており、また、巻線を巻芯部に巻回する際には、巻線にテンションを掛けながら巻芯部に巻回するために、四角線の角部の絶縁被膜部分に大きな引っ張り応力が加わり、これにより、その角部部分の絶縁被膜が裂け易い状態となる。特に、図３（ｃ）の巻芯部の断面図に示すように、巻線２１の巻回中心軸に垂直な巻芯部２２の断面形状が四角形状である場合には、巻芯部２２の四角形状の角部の位置で巻線２１は大きく曲げ変形するために、巻芯部２２の角部の位置で、巻線２１の外側の絶縁被膜部分には特に大きな引っ張り応力が加わって、巻線２１の絶縁被膜の裂け等の損傷が発生し易い。隣り合う巻線２１同士に絶縁被膜の損傷が発生すると、それら隣接する巻線２１の導線同士がショートしてしまう事態が生じる。

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、四角線を用いて直流抵抗の低減を図りながら、四角線の絶縁被膜の損傷に起因したショート問題を防止することができる巻線コイル部品を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は次に示す構成をもって前記課題を解決するための手段としている。すなわち、この発明は、絶縁被膜を備えた複数本の巻線が巻芯部に整列巻きされている構成を備えた巻線コイル部品であって、巻芯部に巻回される複数の巻線のうち、少なくとも１本は、断面形状が四角形状の四角線と成し、四角線以外の巻線は角を持たない丸線と成しており、それら複数の巻線は、四角線の隣に丸線が配置されて四角線同士が隣り合わない態様でもって、巻芯部に整列巻きされていることを特徴としている。また、この発明は、四角線の断面形状が正方形状と成し、巻芯部は、巻線の巻回中心軸に垂直な断面形状が四角形状の形態と成しており、当該巻芯部の四角形状の角部には丸みがつけられ、その丸みの曲率半径をＲとし、四角線の一辺の長さをＬとしたときに、巻芯部の丸みがつけられた角部の曲率半径Ｒは、Ｌ≦Ｒ≦１．５・Ｌの数式を満たすことも特徴としている。

この発明によれば、巻線コイル部品を構成する複数の巻線のうちの少なくとも１本は四角線としたので、全ての巻線が丸線である場合よりも占積効率を向上させることができ、これにより、巻線コイル部品の直流抵抗を低減することができる。ただ、四角線を利用することにより、四角線の角部部分の絶縁被膜に裂け等の損傷が発生し易く、例えば、四角線を隣り合わせに配置した場合に、それら隣り合う四角線間がショートする問題が生じる虞があるのに対して、この発明では、四角線以外の巻線は角を持たない丸線と成し、四角線の隣に丸線が配置されて四角線同士が隣り合わない態様でもって、複数の巻線が巻芯部に整列巻きされている構成とした。丸線は角部を有していないので、角部に起因した絶縁被膜の損傷が生じないものであることから、四角線の角部部分の絶縁被膜が損傷しても、その隣に配置された丸線によって、隣接する巻線間でのショートを回避することができる。

特に、巻芯部が、巻線の巻回中心軸に垂直な断面形状が四角形状の形態と成している場合には、巻芯部の四角形状の角部の位置で、四角線が大きく曲げ変形され、これに起因して四角線の絶縁被膜に特に大きな応力が加えられて損傷し易いので、四角線同士を隣り合わせに配置すると、巻芯部の四角形状の角部の位置で四角線間のショートが生じ易くなることから、巻線の巻回中心軸に垂直な巻芯部の断面形状が四角形状の形態と成している場合に、本発明の特有な構成を備えることは、隣り合う巻線間のショートを防止する上で、非常に有効である。

また、巻芯部の四角形状の角部に丸みをつけることにより、巻芯部の角部での巻線の曲げ変形が緩和されるので、巻芯部の角部での曲げ変形に起因した四角線の絶縁被膜損傷の発生確率を下げることができるが、巻芯部の角部の丸みの曲率半径をＲとし、また、断面形状が正方形状の四角線の一辺の長さをＬとしたときに、巻芯部の丸みがつけられた角部の曲率半径Ｒが、Ｌ≦Ｒ≦１．５・Ｌの数式を満たす場合には、巻芯部の角部に丸みをつけても、その巻芯部の角部の丸みの曲率半径が小さくて、曲げ変形に起因した四角線の絶縁被膜の損傷を抑制することは難しい。このため、巻芯部の角部につけられた丸みの曲率半径Ｒが、Ｌ≦Ｒ≦１．５・Ｌの数式を満たす場合にも、本発明において特有な構成を備えることは、非常に有効である。

以下に、この発明に係る実施形態例を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）には本発明に係る巻線コイル部品の一実施形態例が模式的な斜視図により示され、図１（ｂ）には図１（ａ）の巻線コイル部品を天地を逆向きにして表したモデル図が示され、図１（ｃ）には図１（ａ）のα−α部分の模式的な断面図が示されている。この実施形態例の巻線コイル部品１は、２本の巻線２，３が巻芯部４に整列巻きされている構成を備えている。

巻線２，３は、導線に絶縁被膜が施されているものであり、巻線２は、断面形状が正方形状の四角線と成し、巻線３は、断面形状が円形状の角を持たない丸線と成している。この実施形態例では、四角線２の正方形状の一辺の長さと、丸線３の直径とはほぼ同じ寸法となっている。

巻芯部４は、巻線２，３の巻回中心軸に垂直な断面形状が四角形状の形態と成し、当該巻芯部４の四角形状の角部には丸みがつけられている。その角部の丸みの曲率半径をＲとし、四角線２の正方形状の一辺の長さをＬとした場合に、巻芯部４の丸みの曲率半径Ｒは、Ｌ≦Ｒ≦１．５・Ｌの数式を満たす値となっている。なお、巻芯部４は、磁性材料により構成されたコア部材であってもよいし、樹脂等により構成されたボビンであってもよい。

このような巻芯部４に、四角線２と丸線３が、互いに隣接配置されて四角線２同士が隣り合わない態様でもって、整列巻きされている。なお、四角線２と丸線３を巻芯部４に巻回する工程では、四角線２および丸線３を同時に巻芯部４に例えばバイファイラ巻き技術等の巻線巻回技術を利用して巻き付けてもよいし、四角線２と丸線３のうちの一方側の巻線を先に巻芯部４に巻き付けた後に、他方側の巻線を巻芯部４に巻き付けてもよい。四角線２と丸線３を別々に巻芯部４に巻き付ける場合には、先に巻回する方の巻線は、後から巻く巻線の巻回用のスペースを空けながら巻芯部４に巻回し、後から巻く巻線は、そのスペース内に入り込ませながら、巻芯部４に巻回していく。

巻芯部４の両端部には、図１（ａ）に示す下向きに張り出したフランジ部５（５Ａ，５Ｂ）が設けられ、これら各フランジ部５Ａ，５Ｂの底部には、それぞれ、電極６（６Ａ₂，６Ａ₃，６Ｂ₂，６Ｂ₃）が形成されている。電極６（６Ａ₂，６Ａ₃，６Ｂ₂，６Ｂ₃）は、例えば、ＡｇやＣｕ等の導電体から成る下地電極の上側に、ＮｉやＳｎ等の導体膜が例えば電解バレル等の技術によって積層形成されて構成されている。四角線２の一端側は電極６Ａ₂に、また、四角線２の他端側は電極６Ｂ₂に、さらに、丸線３の一端側は電極６Ａ₃に、さらにまた、丸線３の他端側は電極６Ｂ₃に、それぞれ、例えば熱圧着等の接合手段によって接合されている。

この実施形態例の巻線コイル部品１は、例えば、電極６を回路基板側に向け、当該電極６を回路基板の電気回路接続用の電極パッド（図示せず）に例えばはんだ等の接合手段を介して接合することによって、回路基板の電気回路に組み込むことができる。

なお、この発明はこの実施形態例の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、この実施形態例では、四角線２と丸線３の２本の巻線を巻芯部４に巻回する構成と成していたが、図２の斜視図に示されるように、１本の四角線２と、２本の丸線３（３ａ，３ｂ）とを巻芯部４に巻回する構成としてもよい。図２に示す例では、例えば、四角線２間に２本の丸線３（３ａ，３ｂ）が配置される態様でもって、３本の巻線２，３ａ，３ｂが巻芯部４に整列巻きされている。このように、巻芯部４に巻回される巻線の本数は、複数であれば限定されるものではない。

また、この実施形態例では、複数の巻線は巻芯部４に単層に巻回形成されていたが、例えば、複数の巻線を巻芯部４に多層巻きしてもよい。この場合にも、四角線同士のショートを回避すべく丸線を利用して四角線同士が接触しないように複数の巻線が巻芯部４に巻回形成される。

さらに、この実施形態例では、巻線コイル部品１は、回路基板に実装する際に、巻線の巻回中心軸が回路基板に略平行となる姿勢でもって実装される横巻きタイプのものであったが、例えば、巻線の巻回中心軸が回路基板に垂直となる姿勢でもって回路基板に実装される縦巻きタイプの巻線コイル部品にも、本発明は適用されるものである。

さらに、この実施形態例では、巻芯部４の四角形状の角部には丸みがつけられており、その丸みの曲率半径Ｒは、Ｌ≦Ｒ≦１．５・Ｌの数式を満たす値であったが、例えば、巻芯部４の角部には、上記Ｌ≦Ｒ≦１．５・Ｌの数式を満たす値以外の曲率半径Ｒを持つ丸みを付けてもよい。さらに、この実施形態例では、巻芯部４は、巻線の巻回中心軸に垂直な断面形状が四角形状の形態のものであったが、巻芯部４は、巻線の巻回中心軸に垂直な断面形状が円形状であってもよいし、五角以上の多角形状であってもよく、巻芯部４の形態は特に限定されない。

さらに、丸線は、角を持たない線であればよく、断面形状が真円形状に限定されるものではない。また、四角線についても同様に、四角線は、その断面形状が正方形状に限定されるものではない。

本発明に係る巻線コイル部品の一実施形態例を説明するための図である。その他の実施形態例を説明するためのモデル図である。特許文献１に記載の巻線コイル部品の一つを説明するための図である。

符号の説明

１巻線コイル部品
２四角線
３丸線
４巻芯部

Claims

絶縁被膜を備えた複数本の巻線が巻芯部に整列巻きされている構成を備えた巻線コイル部品であって、巻芯部に巻回される複数の巻線のうち、少なくとも１本は、断面形状が四角形状の四角線と成し、四角線以外の巻線は角を持たない丸線と成しており、それら複数の巻線は、四角線の隣に丸線が配置されて四角線同士が隣り合わない態様でもって、巻芯部に整列巻きされていることを特徴とする巻線コイル部品。
四角線の断面形状は正方形状と成し、巻芯部は、巻線の巻回中心軸に垂直な断面形状が四角形状の形態と成しており、当該巻芯部の四角形状の角部には丸みがつけられ、その丸みの曲率半径をＲとし、四角線の一辺の長さをＬとしたときに、巻芯部の丸みがつけられた角部の曲率半径Ｒは、Ｌ≦Ｒ≦１．５・Ｌの数式を満たすことを特徴とする請求項１記載の巻線コイル部品。