JP2006066534A - Coil device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイル装置に関するものである。 The present invention relates to a coil device.
コイル装置としては、従来より種々のタイプのものが提案され、実用に供されてきた。そのうちの一つとして、自動車の車載用アンテナまたはトランスポンダとして適用可能なコイル装置が提案されている(特許文献1参照)。このような用途に適用されるコイル装置には、面実装タイプのコイル装置が用いられており、小型化・薄型化や、耐衝撃性、耐振動性及び耐熱性などが要求されているところである。
ところで、現在、面実装タイプのコイル装置においては、コア及びコイルを被覆する絶縁外装体は、コイル巻き軸方向と直交する断面形状が四角形状に構成されている。また、内部に収容されているコアにおいても、コイルとしての特性上の観点から、その断面形状を、絶縁外装体に合わせて四角形状に構成していることが多い。 By the way, at present, in the surface mount type coil device, the insulating exterior body covering the core and the coil has a quadrangular cross-sectional shape perpendicular to the coil winding axis direction. Moreover, also in the core accommodated in the inside, from the viewpoint of the characteristic as a coil, the cross-sectional shape is often configured in a quadrangular shape in accordance with the insulating exterior body.
しかしながら、コアの断面形状が四角形状のものにおいては、検査工程で絶縁外装体に亀裂が発見されることがあった。これは、絶縁外装体をモールド成形する際の熱でコイル巻線が膨張し、特にコアの四角形状角部を被覆する絶縁外装体の部分において膨張による応力集中が生じ、絶縁外装体の外周面に亀裂が発生するものと考えられる。 However, when the core has a quadrangular cross-sectional shape, a crack may be found in the insulating outer package during the inspection process. This is because the coil winding expands due to heat when molding the insulating outer casing, and stress concentration due to expansion occurs particularly in the portion of the insulating outer casing covering the square corners of the core. It is thought that cracks occur in the surface.
これに対し、コアの断面形状を応力集中が生じにくい円形状にすることが考えられる。しかし、もとの四角断面形状に内接するような円形状断面を採用した場合には、コアの断面積が稼げなくなり、特性上好ましくない。一方、コアの断面形状を、上記の如く内接する円形状よりも大きく選定していくと、絶縁外装体の断面形状が四角形状であるため、絶縁外装体における好適な肉厚が確保できないか、あるいは、肉厚確保を優先してコイル装置全体が大型化する。 On the other hand, it is conceivable to make the cross-sectional shape of the core circular so that stress concentration is less likely to occur. However, when a circular cross section inscribed in the original square cross section is adopted, the cross sectional area of the core cannot be obtained, which is not preferable in terms of characteristics. On the other hand, if the cross-sectional shape of the core is selected to be larger than the circular shape inscribed as described above, the cross-sectional shape of the insulating outer package is a quadrilateral shape. Or the whole coil apparatus enlarges giving priority to securing thickness.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、小型化・薄型化の要望は満たしつつも、絶縁外装体における亀裂の発生を防止することができるコイル装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a coil device capable of preventing the occurrence of cracks in an insulating exterior body while satisfying the demand for downsizing and thinning. And
上述した目的を達成するため、本発明は、コアと、該コアの周囲に設けられたコイルと、前記コア及びコイルを被覆する絶縁外装体とを含むコイル装置であって、前記コアは、前記コイルの巻線を巻き回す巻芯部と、該巻芯部の両端に形成される一対の鍔部とを備え、前記巻芯部のコイル巻き軸方向と直交する断面は、四角形状における対向する一対の面に膨出部を備えた形状を有する。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a coil device including a core, a coil provided around the core, and an insulating exterior body that covers the core and the coil. A winding core portion around which the winding of the coil is wound and a pair of flange portions formed at both ends of the winding core portion, and a cross section perpendicular to the coil winding axis direction of the winding core portion is opposed in a square shape. It has a shape with a bulging portion on a pair of surfaces.
好適には、前記巻芯部の膨出部は、コイル巻き軸方向と直交する断面において曲線で構成されている。 Suitably, the bulging part of the said core part is comprised by the curve in the cross section orthogonal to a coil winding axis direction.
また、前記巻芯部には、少なくとも一つの巻線逃げ部が形成されており、前記巻線逃げ部は、前記巻芯部の横断面においてみて、前記膨出部に接すると共に該膨出部の両側の前記四角形状角部を結ぶ弧状ラインよりも内側に窪むことで形成されていると好適である。 Further, at least one winding escape portion is formed in the winding core portion, and the winding escape portion is in contact with the bulging portion and the bulging portion as seen in a cross section of the winding core portion. It is preferable that it is formed so as to be recessed inward from an arc-shaped line connecting the square corners on both sides.
前記巻芯部は、前記膨出部の両側に平坦部を有し、前記平坦部は、前記四角形状における他の対向する一対の面と前記膨出部との間に形成されていると好適である。 It is preferable that the winding core portion has flat portions on both sides of the bulging portion, and the flat portion is formed between another pair of opposing surfaces in the rectangular shape and the bulging portion. It is.
好適には、前記巻芯部の外周面と前記鍔部の該巻芯部側の面との間はR加工またはテーパ加工され、及び/又は、前記鍔部における前記巻芯部側の面と径方向外側の外周面との間はR加工されている。 Preferably, between the outer peripheral surface of the core portion and the surface of the flange portion on the core portion side is R-processed or tapered, and / or the surface of the flange portion on the core portion side. R processing is performed between the outer circumferential surface on the radially outer side.
本発明に係るコイル装置によれば、巻芯部にコイルの巻線を巻き回した際、その巻線は膨出部を具備しない場合よりも横断面においてみて、より円形に近い形状に巻かれる。従って、絶縁外装体をモールド成形する際の熱によってコイルが膨張しても、巻芯部における角部の巻線を被覆する絶縁外装体の部分で応力集中が生じることが緩和され、当該部分で亀裂が発生することを防止することができる。しかも、膨出部は、巻芯部の横断面形状において、四角形状における対向する一対の面に形成されるため、上記のように絶縁外装体における亀裂発生を防止しながらも、コイル装置の小型化の要望を満たすことができる。 According to the coil device of the present invention, when the coil winding is wound around the core portion, the winding is wound in a shape closer to a circle as seen in the cross section than when the bulging portion is not provided. . Therefore, even if the coil expands due to heat when molding the insulating outer package, stress concentration is mitigated in the portion of the insulating outer casing that covers the windings at the corners of the core portion. It is possible to prevent cracks from occurring. In addition, since the bulging portion is formed on a pair of opposing surfaces in the quadrangular shape in the cross-sectional shape of the core portion, the coil device can be reduced in size while preventing the occurrence of cracks in the insulating exterior body as described above. Can meet the demands of the
また、膨出部は、横断面形状において、曲線から構成されている場合には、膨出部を設けたことにより新たに応力集中が生じることも回避することが可能となっている。 Further, when the bulging portion is formed of a curved line in the cross-sectional shape, it is possible to avoid a new stress concentration by providing the bulging portion.
また、巻芯部に、巻線逃げ部が形成されている場合には、コイルが膨張した場合、巻線の一部が巻線逃げ部内へ進入することができるため、その分、膨張した巻線が外側の絶縁外装体に膨張力を及ぼす割合が低下し、特に亀裂が問題となる絶縁外装体の角部周辺においても、亀裂の発生を効果的に防止することができた。 In addition, when the winding escape portion is formed in the winding core portion, when the coil expands, a part of the winding can enter the winding escape portion. The rate at which the wire exerts an expansion force on the outer insulating outer casing is reduced, and cracks can be effectively prevented even in the vicinity of the corner of the insulating outer casing where cracks are a problem.
また、膨出部の両側に平坦部が形成されている場合には、巻芯部を粉体の圧縮成形によって製造する際、型の端部に大きな圧縮反力が作用することを防ぐことができる。したがって、十分な圧縮力をかけることができ、また、短期間での型の損傷を防止することができる。 In addition, when flat portions are formed on both sides of the bulging portion, it is possible to prevent a large compression reaction force from acting on the end portion of the mold when the core portion is manufactured by compression molding of powder. it can. Therefore, a sufficient compressive force can be applied, and damage to the mold in a short period can be prevented.
また、巻芯部と鍔部との接続部、及び/又は、鍔部における外周面と巻芯部側面との接続部に、加工上自然に生じる態様よりも大きなR加工を施した場合には、巻芯部と鍔部との境目に亀裂が生じたり、鍔部に割れや欠けが生じたりすることを防止することできる。 In addition, when a larger R machining is applied to the connection portion between the core portion and the collar portion and / or the connection portion between the outer peripheral surface and the side surface of the core portion in the collar portion than a naturally occurring aspect in processing. Further, it is possible to prevent a crack from occurring at the boundary between the core part and the collar part, or a crack or a chip from occurring in the collar part.
なお、本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。 The other features of the present invention and the operational effects thereof will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明に係るコイル装置の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a coil device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
図1に本実施の形態に係るコイル装置の縦断面を示す。コイル装置1は、主に、フェライトコア3と、コイル5と、絶縁外装体7と、一対の端子9、11とを備えている。また、コイル装置1は、例えば自動車における、ボタン操作の不要な双方向キーレスエントリシステム、盗難防止用イモビライザー、タイヤ空気圧モニタリングシステムなどに適用される。
FIG. 1 shows a longitudinal section of a coil device according to the present embodiment. The
コイル5は、フェライトコア3を中心にして当該フェライトコア3の外周面に巻き回された巻線からなる。絶縁外装体7は、それらフェライトコア3及びコイル5の全面を覆うように設けられている。
The
図2及び図3に示されるように、フェライトコア3は、実質的に棒状の部材であって、その長手方向(X方向)の両端部に鍔部13、15を有すると共に、それら鍔部13、15の間に巻芯部17を有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
一対の鍔部13、15における巻芯部側面13a、15aと逆側の外側端面13b、15bには、V字状の一対の溝19、21が形成されている。一対の溝19、21は、Y方向に沿って延長しており、フェライトコア3のY方向の両端面に開口している。
A pair of V-
上述した一対の溝19、21には、対応する一対の端子9、11が係合している。図1に戻り、一対の端子9、11は、ZX縦断面においてみて、ほぼU字状に湾曲した金属製板状部材である。より詳細には、非磁性で、バネ性のあるもの、例えば、燐青銅板またはSUS 304−CSP等のステンレス系金属板を用いることができる。
A pair of
一対の端子9、11は、板状部材を2箇所で折り曲げることによって形成された3つの平面部分を有する。3つの平面部分のうちの第1部分23、25及び第3部分31、33は、XY平面に沿って延在しており、第2部分27、29は、YZ平面に沿って延在している。第1部分23、25は、絶縁外装体7を貫通している。第1部分23、25の一端は、対応する一対の溝19、21内に挿入され、接着剤35によって固定されている。さらに、第1部分23、25には、コイル5の巻線端末37がはんだ付けによって接合されている。第1部分23、25の他端は第1湾曲部39につながっている。
The pair of
第2部分27、29は、第1湾曲部39と第2湾曲部41との間に延在している。さらに、第2部分27、29には、当該第2部分27、29の断面積を第1部分23、25及び第3部分31、33よりも小さくするための貫通孔43が穿設されている。第3部分31、33は、第2湾曲部37からコア長手方向中央に向けて、且つ、絶縁外装体7の下面とほぼ平行に、延長している。
The
絶縁外装体7は、フェライトコア3及びコイル5を被覆する外形ほぼ直方体状の部材である。すなわち、既存の面実装タイプのコイル装置と同様、絶縁外装体7における、コイル巻き軸方向(X方向)と直交する断面形状は、四角形状に構成されている。かかる絶縁外装体7により、フェライトコア3及びコイル5が保護されると共に、フェライトコア3に対する一対の端子9、11の接合強度が向上し、機械的信頼性に優れた態様を実現することができる。
The insulating exterior body 7 is a substantially rectangular parallelepiped member that covers the
次に、図2、図3及び図4に基づいて、フェライトコア3の詳細について説明する。一対の鍔部13、15及び巻芯部17はいずれも、Z方向寸法に対してY方向寸法が大きく形成されている。さらに、一対の鍔部13、15は、巻芯部17よりもZ方向寸法及びY方向寸法がそれぞれ大きく形成されている。これによって、一対の鍔部13、15において、巻芯部側面13a、15aがそれぞれ、巻芯部17の上下面及び両側面からほぼ垂直に立ち上がるように存在する。
Next, details of the
一対の鍔部13、15はそれぞれ、ほぼ直方体状に構成されており、巻芯部側面13a、15aと、それに対向する外側端面13b、15bと、当該面13a、15a及び面13b、15bの対応する辺を結ぶ外周面、すなわち上面13c、15c、下面13d、15d、一対の側面13e、13f及び15e、15fとを備えている。
Each of the pair of
巻芯部17は、一対の鍔部13、15の間にあって、上面61、下面63及び一対の側面65、67を有する。特に図4に示されるように、巻芯部17の横断面、すなわち、巻芯部17の軸心方向(X方向)と直交する断面は、点線で示す四角形状における対向する一対の面に膨出部69を備えた形状を有する。
The
これによって、本実施の形態では、一対の側面65、67は、膨出部69とその両側に形成されている一対の平坦部71とにより構成されている。換言するならば、一対の平坦部71は、膨出部69と、対向する一対の面である上面61及び下面63との間に形成されている。
Thereby, in this Embodiment, a pair of side surfaces 65 and 67 are comprised by the bulging
また、一対の膨出部69は、図4の横断面においてみて、曲線で構成されており、本実施の形態では特に円弧状曲線で構成されている。さらに、巻芯部17には、四つの巻線逃げ部73が設けられている。各巻線逃げ部73は、図4の横断面においてみて、後述する仮想の弧状ラインLよりも内側に窪むことで形成されている。弧状ラインLは、膨出部69に接すると共に、膨出部69の両側に位置する四角形状の角部Eを結ぶ仮想線である。
In addition, the pair of bulging
また、巻芯部17の上面61と一対の鍔部13、15の巻芯部側面13a、15aとの接続部75には、図3の拡大部(a)に示されるようにR加工が、または、図3の拡大部(b)に示されるようにテーパ加工が施されている。さらに、一対の鍔部13、15の巻芯部側面13a、15aと上面13c、15cとの接続部77にもR加工が施されている。
Further, as shown in the enlarged portion (a) of FIG. 3, the R processing is performed on the connecting
なお、本実施の形態における具体的な寸法を挙げると、巻芯部17のX方向寸法は7mm、鍔部13、15のX方向寸法は1.3mm、鍔部13、15の巻芯部側面13a、15aにおける巻芯部17からのZ方向の立ち上がり寸法は0.5mmである。このような構成に対して、接続部75がR加工されている場合、その接続部75及び77におけるR加工部の半径は、0.15mmである。ちなみに、本実施の形態にかかるR加工を施す前の、加工上自然に生じていた自然Rの半径は、0.05〜0.07mm程度である。よって、接続部75、77のR加工部の半径は、自然Rの約2〜3倍の値となっている。一方、接続部75がテーパ加工されている場合、接続部75のテーパ加工部の傾斜角度θは、巻芯部17の巻き軸Cに対して30〜60°に設定する。
As specific dimensions in the present embodiment, the X-direction dimension of the
また、フェライトコア3の巻芯部17の製造は、周知の態様、すなわち、フェライト粉末を圧縮することによるプレス成形によって行われる。プレス成形は、一対の枠型、上型及び下型を用いて行う。一対の枠型を所定間隔で離隔するように配置し、かかる一対の枠型の間にフェライト粉末を充填して、同粉末を、一対の枠型の間に上下から挿入される上型及び下型によって圧縮成形する。巻芯部17の上面61及び下面63は、一対の枠型によって形成され、巻芯部17の一対の側面65、67は、上型及び下型によって成形される。
The
以上のような構成を有するコイル装置においては次のような作用が得られる。巻芯部17の対向する一対の側面には膨出部69が形成されている。このため、巻芯部17にコイル5の巻線を巻き回した際、その巻線は図4の横断面形状においてみて、膨出部を具備しない場合よりもより円形に近い形状に巻かれる。従って、絶縁外装体7をモールド成形する際の熱によってコイル5が膨張しても、巻芯部17における角部Eの巻線を被覆する絶縁外装体7の部分で応力集中が生じることが緩和され、当該部分で亀裂が発生することを防止することができる。
In the coil device having the above configuration, the following operation is obtained. A bulging
特に、車載用トランスポンダとして実施される場合には、コイル5の巻線回数が多くなるため、巻線膨張率も大きく、亀裂発生率はより高くなる。従って、車載用トランスポンダとして実施される場合、特に本発明は有効である。
In particular, when implemented as a vehicle-mounted transponder, the number of windings of the
また、膨出部69は、横断面形状において、曲線から構成されているため、膨出部69を設けたことにより新たに応力集中が生じることも回避することが可能となっている。
Further, since the bulging
さらに、前述したように、既存の面実装タイプのコイル装置のように横断面が四角形状の絶縁外装体を用い、同時に、横断面形状が円形の巻芯部を用いた場合には、絶縁外装体の肉厚確保が困難になるか、あるいは、コイル装置全体のサイズアップにつながる傾向がある。しかしながら、本発明では、膨出部69を設けるにあたって、巻芯部の横断面形状が、四角形状における対向する一対の面に膨出部を備えるように形成されているため、上記のように絶縁外装体7における亀裂発生を防止しながらも、コイル装置の小型化の要望を満たすことができる。特に、膨出部69が設けられている一対の側面を実装時の横方向に合わせるように配置することで、コイル装置の薄型(低背)化を達成することができる。
Further, as described above, when using an insulating outer package having a square cross section like an existing surface mount type coil device, and simultaneously using a winding core having a circular cross section, the insulating outer package There is a tendency that it is difficult to ensure the thickness of the body, or that the coil device as a whole is increased in size. However, in the present invention, when the bulging
また、巻芯部17には、巻線逃げ部73が形成されているため、上記のように絶縁外装体7をモールド成形する際の熱によってコイル5が膨張した場合、巻線の一部が巻線逃げ部73内へ進入することができ、すなわち、弧状ラインLよりも内側に膨らむことができる。したがって、その分、膨張した巻線が外側の絶縁外装体7に膨張力を及ぼす割合が低下し、特に亀裂が問題となる絶縁外装体7の角部周辺においても、亀裂の発生を効果的に防止することができた。
Moreover, since the winding
また、巻芯部17は上述したように粉体の圧縮成形によって製造されているところ、通常、巻芯部が横断面においてみて円弧形状の外形を有する場合には、隣り合う二つの型が鋭角関係で接触し、十分な圧縮力をかけられないか、型の損傷が著しくなるという問題を伴う。すなわち、仮に、巻芯部17の膨出部が四角形状角部Eから側面65、67全体に亘って膨出している場合には、枠型と上型及び下型との間が鋭角関係となる。
Moreover, the
しかしながら、実際の本実施の形態では、膨出部69は、側面65、67において部分的に膨出し、すなわち、膨出部69の両側には平坦部71が形成されているため、枠型と上型及び下型とはほぼ直角の関係で接触する。このため、型の端部に大きな圧縮反力が作用することを防ぐことができる。したがって、十分な圧縮力をかけることができ、また、短期間での型の損傷を防止することができる。
However, in the actual embodiment, the bulging
また、巻芯部17の上面61と鍔部13、15の巻芯部側面13a、15aとの接続部75、並びに、鍔部13、15の巻芯部側面13a、15aと上面13c、15cとの接続部77に、加工上自然に生じる態様よりも大きなR加工が施されている。これによって、巻芯部17と鍔部13、15との境目に亀裂が生じたり、鍔部13、15に割れや欠けが生じたりすることを防止することできる。かかる亀裂、割れや欠けの発生は、コイル5の膨張時にコイル5が絶縁外装体7によって囲われていることに起因し、膨張力が反力としてコイル5に作用することも要因となっている。そのため、本発明のようにコイル5が絶縁外装体7で覆われている態様においては特に亀裂、割れや欠けの防止に効果的である。また、巻芯部17の上面61と鍔部13、15の巻芯部側面13a、15aとの接続部75がテーパ加工されている態様においても、上記R加工と同様の効果を得ることができる。
Further, the connecting
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。 Although the contents of the present invention have been specifically described with reference to the preferred embodiments, various modifications can be made by those skilled in the art based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is self-explanatory.
例えば、上記実施の形態では、巻芯部17の膨出部69は、その横断面においてみて連続的な曲線で構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、不連続な曲線や部分的に直線を用いて構成されていてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the bulging
さらに、本発明のコイル装置1は、前述したキーレスエントリシステム、イモビライザー、空気圧モニタリングシステム以外に、車載用アンテナ、さらには、自動車用に限らず、一般的な電子部品としてのアンテナ、トランスポンダ、インダクタとして用いることも可能である。
In addition to the keyless entry system, immobilizer, and air pressure monitoring system described above, the
1 コイル装置
3 フェライトコア
5 コイル
7 絶縁外装体
13、15 鍔部
17 巻芯部
71 平坦部
73 巻線逃げ部
L 弧状ライン
E 角部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記コアは、前記コイルの巻線を巻き回す巻芯部と、該巻芯部の両端に形成される一対の鍔部とを備え、
前記巻芯部のコイル巻き軸方向と直交する断面は、四角形状における対向する一対の面に膨出部を備えた形状を有する、
コイル装置。 A coil device including a core, a coil provided around the core, and an insulating exterior body covering the core and the coil,
The core includes a core part for winding the winding of the coil, and a pair of flange parts formed at both ends of the core part,
The cross section perpendicular to the coil winding axis direction of the winding core portion has a shape including a bulging portion on a pair of opposed surfaces in a quadrangular shape.
Coil device.
前記巻芯部の膨出部はコイル巻き軸方向と直交する断面において曲線で構成されている、
コイル装置。 The coil device according to claim 1,
The bulging portion of the core portion is configured with a curve in a cross section orthogonal to the coil winding axis direction.
Coil device.
前記巻芯部には、少なくとも一つの巻線逃げ部が形成されており、
前記巻線逃げ部は、前記巻芯部の横断面においてみて、前記膨出部に接すると共に該膨出部の両側の前記四角形状角部を結ぶ弧状ラインよりも内側に窪むことで形成されている、
コイル装置。 The coil device according to claim 1 or 2,
The winding core portion is formed with at least one winding escape portion,
The winding relief portion is formed by being indented inward from an arc-shaped line connecting the rectangular corner portions on both sides of the bulging portion as well as being in contact with the bulging portion as seen in a cross section of the core portion. ing,
Coil device.
前記巻芯部は、前記膨出部の両側に平坦部を有し、
前記平坦部は、前記四角形状における他の対向する一対の面と前記膨出部との間に形成されている、
コイル装置。 The coil device according to any one of claims 1 to 3,
The winding core portion has flat portions on both sides of the bulging portion,
The flat portion is formed between another pair of opposed surfaces in the rectangular shape and the bulging portion.
Coil device.
前記巻芯部の外周面と前記鍔部の該巻芯部側の面との間はR加工またはテーパ加工されている、
コイル装置。 The coil device according to any one of claims 1 to 4,
R processing or taper processing is performed between the outer peripheral surface of the core portion and the surface of the flange portion on the core portion side.
Coil device.
前記鍔部における前記巻芯部側の面と径方向外側の外周面との間はR加工されている、
コイル装置。
The coil device according to any one of claims 1 to 5,
R processing is performed between the surface on the core portion side and the outer peripheral surface on the radially outer side in the collar portion,
Coil device.
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