JP2008288320A - コイル部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】特性の向上が図られたコイル部品を提供すること。
【解決手段】コイル部品は、巻線9と、巻線9が巻回されると共に、互いに対向する一対の端面を有する巻芯1と、巻芯1の各端面に取り付けられる一対の端子金具10と、を備えている。各端子金具10は、巻芯1の端面に対面するように配置される対面部12と、対面部12に連続し、実装基板に設けられた接続端子に接続されるべき端子部20と、を有している。対面部12は、端子部20に連続する基部14と、基部14から互いに所定の間隔を有して伸びる片部16〜18と、を含んでいる。片部16の先端部分は、巻芯1の端面の輪郭より外側に位置すると共に、巻線1の端部が継線されている。
【選択図】図10

Description

本発明は、コイル部品、特に巻線型のコイル部品に関する。
コイル部品として、巻線と、巻線が巻回されるコアと、コアに取り付けられた一対の端子金具と、を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平8−153633号公報
しかしながら、上述した従来のコイル部品には、次のような課題が存在している。すなわち、コイル部品は、端子金具に発生する渦電流によって、交流損失やインダクタンス等の特性が劣化することが知られているが、このような特性劣化に対する対応が不十分であった。そこで、発明者らは、鋭意研究の末、上記特性劣化を有意に改善することができる技術を新たに見出した。
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特性の向上が図られたコイル部品を提供することを目的とする。
本発明に係るコイル部品は、巻線と、巻線が巻回されると共に、互いに対向する一対の端面を有する巻芯と、巻芯の各端面に取り付けられる一対の端子金具と、を備え、各端子金具は、巻芯の端面に対面するように配置される対面部と、対面部に連続し、実装基板に設けられた接続端子に接続されるべき端子部と、を有し、対面部は、端子部に連続する基部と、基部から互いに所定の間隔を有して伸びる少なくとも二つの片部と、を含んでおり、少なくとも二つの片部のうち一方の片部の先端部分は、巻芯の端面の輪郭より外側に位置すると共に、巻線の端部が継線されていることを特徴とする。
本発明に係るコイル部品では、基部から伸びる少なくとも二つの片部が互いに所定の間隔を有しているので、端子金具において渦電流が発生する部分の低減が図られている。また、基部から一つの片部のみが伸びる構成の場合に生じてしまう比較的大きな経路の渦電流は、少なくとも二つの片部の間の所定の間隔により、その経路が分断されるために生じない。このようにして渦電流の発生が抑えられているため、本発明におけるコイル部品は特性の向上が図られている。
更に、本発明では、少なくとも二つの片部のうち一方の片部の先端部分は、巻芯の端面の輪郭より外側に位置している。これにより、上記先端部分と巻線との継線を容易に行なうことが可能な構成を実現することができる。
好ましくは、端子部及び基部は、端面に直交する方向から見て、端面における各片部が伸びる方向での中心線を挟んで一方の側に位置し、少なくとも二つの片部の先端部分は、中心線を挟んで他方の側に位置している。この場合、少なくとも二つの片部の長さが比較的長くなり、端子金具において渦電流が発生する部分をより一層低減することができる。この結果、交流損失やインダクタンス等の特性を更に向上することができる。
好ましくは、対面部は、少なくとも二つの片部それぞれの途中部分から当該片部が伸びる方向と交差する方向に伸びる位置決め部を更に含んでいる。この場合、巻芯に一対の端子金具が取り付けられた構成を備えるコイル中間体の位置決めを容易に行なうことができる。
また、本発明に係るコイル部品は、巻線と、巻線が巻回されると共に、互いに対向する一対の端面を有する巻芯と、巻芯の各端面に取り付けられる一対の端子金具と、を備えており、各端子金具は、巻芯の端面に対面するように配置されると共に、端面に平行な第1の方向での両端部分が巻芯の端面の輪郭より外側に位置する対面部と、対面部の両端部分のうち一方の端部分に連続し、実装基板に設けられた接続端子に接続されるべき端子部と、を有し、対面部の両端部分のうち他方の端部分には、巻線の端部が継線されており、対面部には、当該対面部の両端部分のうち他方の端部分から一方の端部分に向けて伸びる切り欠き部が形成されていることを特徴とする。
本発明に係るコイル部品では、対面部には上記切り欠き部が形成されているので、端子金具において渦電流が発生する部分の低減が図られている。また、対面部に切り欠き部が警醒されていない構成の場合に生じてしまう比較的大きな経路の渦電流は、切り欠き部により、その経路が分断されるために生じない。このようにして渦電流の発生が抑えられているため、本発明におけるコイル部品は特性の向上が図られている。
更に、本発明では、少なくとも二つの片部のうち一方の片部の先端部分は、巻芯の端面の輪郭より外側に位置している。これにより、上記先端部分と巻線との継線を容易に行なうことが可能な構成を実現することができる。
好ましくは、切り欠き部は、端面に直交する方向から見て、端面の第1の方向での中心線を越える位置まで伸びている。この場合、切り欠き部の長さが比較的長くなり、端子金具において渦電流が発生する部分をより一層低減することができる。この結果、交流損失やインダクタンス等の特性を更に向上することができる。
好ましくは、対面部は、端面に平行で且つ第1の方向に直交する第2の方向での両端部分からそれぞれ伸びる位置決め部を含んでいる。この場合、巻芯に一対の端子金具が取り付けられた構成を備えるコイル中間体の位置決めを容易に行なうことができる。
好ましくは、巻線と巻芯と一対の端子金具とのそれぞれ少なくとも一部を覆うように配置される外装部を更に備えており、上記位置決め部は、外装部を樹脂成型する際に用いられる型と当接する。この場合、上記コイル中間体を成形型に安定して配置することができ、外装部を適切に成形することができる。
また、好ましくは、外装部には、位置決め部に向けて窪んだ窪みが設けられている。
本発明によれば、特性の向上が図られたコイル部品を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
まず、図1〜図3を参照して、本実施形態に係るコイル部品C1の構成を説明する。コイル部品C1は、表面実装タイプのコイル部品である。図1及び図2は、本実施形態に係るコイル部品C1を示す斜視図である。図3は、図1のIII−III線に沿った断面構成を示す図である。
図1及び図2に示すように、コイル部品C1は、巻芯1、巻線9、一対の端子金具10、及び外装部30を有している。
巻芯1は、長尺円柱状の巻回部3と、巻回部3の両端に位置する一対の鍔部5,7とを有している。一対の鍔部5,7は、それぞれ巻回部3からその周方向に張り出した形状となっており、互いに略平行に配置されている。鍔部5,7は、巻回部3と同軸の円柱形状を呈しており、一対の主面5a,5b,7a,7b及び周側面5c,7cを含んでいる。鍔部5の主面5aと鍔部7の主面7aは、対向している。鍔部5,7の主面5b,7bは、巻芯1の端面を構成している。
巻芯1は、例えば、フェライト等の磁性材料により構成することができる。本実施形態において、巻芯1における一対の鍔部5,7間の間隔は、5.6mmとされている。各鍔部5,7の外径は、2.2mmとされている。巻回部3の外径は、1.1mmとされている。巻芯1は、樹脂(例えば、液晶ポリマー等)により構成してもよい。
巻線9は、巻芯1の巻回部3に接するように当該巻回部3に巻回されて、巻芯1における一対の鍔部5,7に挟まれた領域内に収容されている。巻線9は、絶縁被覆された金属導体線(例えば、耐熱性を有するウレタンワイヤー等)からなる。金属導体としては、銅等が用いられる。巻線9の外径は、例えば30μm程度である。巻線9の巻き数は1500程度であり、巻回テンションは3グラム程度である。
以下、説明の便宜上、巻芯1(巻回部3)の軸線方向(鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向)をX方向、コイル部品C1が搭載された際の高さ方向をZ方向、上記X方向及びZ方向に直交するコイル部品C1の幅方向をY方向とする。
端子金具10は、図4及び5に示されるように、対面部12と端子部20とを有している。図4は、端子金具を示す斜視図である。図5は、端子金具を示す正面図である。各端子金具10は、鍔部5,7の主面5b,7bに取り付けられている。本実施形態では、各端子金具10は、接着材料11を介して鍔部5,7に固定されている。端子金具10は、公知の成形技術を用いて金属片を成形して得られた部材であり、対面部12と端子部20とは一体成形されている。端子金具10は、例えば銅合金からなり、巻芯1側となる内側表面10bを除いて錫めっきされている。
対面部12は、端子金具10を巻芯1に取り付けた際に鍔部5,7の主面5b,7bに接触して(若しくは近接して)対面する部分である。すなわち、対面部12は、鍔部5,7の主面5b,7bに対面するように配置されている。
対面部12は、基部14と、三つの片部16〜18と、位置決め部19とを含んでいる。基部14と、三つの片部16〜18と、位置決め部19とは一体形成されている。基部14は、端子部20に連続している。すなわち、対面部12は、鍔部5,7の主面5b,7bに平行なZ方向(第1の方向)での両端部分のうち一方の端部分において、端子部20に連続している。
各片部16〜18は、基部14から互いに所定の間隔を有してZ方向に伸びている。これにより、対面部12には、当該対面部12の上記両端部分のうち他方の端部分から一方の端部分に向けて伸びる二つの切り欠き部22が形成されることとなる。
対面部12は、図6及び図7に示されるように、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、上記両端部分が鍔部5,7の主面5b,7bの輪郭より外側に位置している。すなわち、各片部16〜18の先端部分は、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bの輪郭よりも外側に位置している。図6は、本実施形態に係るコイル部品を示す側面図である。図7は、本実施形態に係るコイル部品を示す正面図である。図6及び図7においては、外装部30の図示を省略している。
片部16の先端部分には、巻線9の端部が継線されている。これにより、対面部12の上記両端部分のうち他方の端部分は、巻線9の端部が継線されることとなる。巻線9の各端部は、対応する片部16の先端部分に絡げられた状態でレーザ溶接又はアーク溶接等により固定される。
位置決め部19は、三つの片部16〜18のうちY方向で両側に位置する片部16,18の途中部分から当該片部16,18が伸びる方向(Z方向)と交差する方向(本実施形態においては、Z方向に直交するY方向)に伸びている。すなわち、位置決め部19は、対面部12における、鍔部5,7の主面5b,7bに平行で且つZ方向に直交するY方向での両端部分からそれぞれ伸びている。位置決め部19の先端部分も、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bの輪郭よりも外側に位置している。
端子部20は、対面部12の上記一方の端部分からX方向に延びている。端子部20は、対面部12から直角に折り曲げて形成されている。端子部20は、対面部12の上記一方の端部分の縁全体に亘って形成されている。端子部20は、コイル部品C1をZ方向から実装基板MBに搭載したときに、その実装基板MBに配置された接続端子Tに接続される部分である。
ところで、基部14及び端子部20は、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bにおける各片部16〜18が伸びる方向(Z方向)での中心線CLを挟んで一方の側に位置し、各片部16〜18の先端部分は、中心線CLを挟んで他方の側に位置している。すなわち、各切り欠き部22は、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bのZ方向での中心線CLを越える位置まで伸びている。
再び、図1及び図2を参照する。外装部30は、巻線9と巻芯1と一対の端子金具10とのそれぞれ少なくとも一部を覆うように配置されている。外装部30は、巻線9と片部16とが継線された部分24も覆っており、当該部分24を保護している。外装部30は、樹脂(例えば、シリコーン樹脂等)からなり、樹脂成型により形成される。外装部30の外形は略角柱状となっており、表面実装の際に吸着面として機能する外装部30の頂面30aは略平坦面となっている。外装部30には、位置決め部19に向けて窪んだ窪み32が設けられている。
次に、上述したコイル部品C1を作製する手順について、図8〜図17を参照しつつ説明する。図8〜10、及び図13〜17は、本実施形態に係るコイル部品の一製造段階を示す図である。図11及び図12は、本実施形態に係るコイル部品の製作に用いる型を示す図である。
まず、図8に示されるように、上述した形状の巻芯1を準備する。そして、図9に示されるように、巻芯1に一対の端子金具10を取り付ける。ここでは、対面部12又は鍔部5,7の主面5b,7bの少なくともいずれか一方に接着材料を付着させ、端子金具10の対面部12が鍔部5,7の主面5b,7bと対面するようにして、端子金具10を、その内側表面10bの側から鍔部5,7に接着する。これにより、対面部12と鍔部5,7とが接着されることとなり、巻芯1に一対の端子金具10が固定される。
次に、端子金具10を巻芯1に取り付けた後、図10に示されるように、巻芯1の巻回部3に巻線9を巻き付ける。そして、レーザ溶接又はアーク溶接等により、巻線9の各端部を端子金具10の片部16の先端部分に継線する。これにより、巻芯1に端子金具10及び巻線9が取り付けられたコイル中間体40が得られる。図10では、説明のため、巻線の一方の端部は、端子金具10の片部16の先端部分に絡げた状態としている。
次に、図11及び図12に示されるように、外装部形成用の型50を準備する。型50には、外装部30の形状に対応する略四角形断面のキャビティ52が設けられている。このキャビティ52は、コイル中間体40全体を収容することができる程度の寸法となっている。キャビティ52の底面52aは平坦面となっており、キャビティ52の四隅部それぞれには、その全長に亘って高さhの台座部54が形成されている。
そして、図13に示されるように、型50のキャビティ52の中に、外装部30となるべき樹脂60を所定量(キャビティ52が3分の2ほど埋まる程度の量)だけ注入した後、キャビティ52の中にコイル中間体40を片部16〜18の先端部分側から入れてコイル中間体40を樹脂60に浸す。このとき、図14及び図15に示されるように、キャビティ52の四隅部に設けられた台座部54に、端子金具10の対面部12の各位置決め部19が当接する。図14及び図15では、図面を見やすくするため、樹脂60の図示を省略している。
図15に示されるように、台座部54の高さhの長さは、対面部12の片部16と巻線9とが継線された部分24から位置決め部19までの長さdよりも長くなっており、巻線9と片部16とが継線された部分24がキャビティ52の底面52aから所定長さだけ離間する。このようにして、コイル中間体40は、位置決め部19により、4点(四隅)において安定的に支持される。また、巻線9と片部16とが継線された部分24が、樹脂60に覆われることとなる。
図11及び図12に示されるように、キャビティ52を画成する五つの面のうちキャビティ52の長手方向に対向する面には、キャビティ52の深さ方向に伸びる突部56が形成されている。突部56は、キャビティ52内における、キャビティ52の長手方向でのコイル中間体40の位置を規定する。これにより、端子金具10の外側表面10aが樹脂60に確実に覆われることとなる。
その後、樹脂60に対して熱硬化処理を施し、樹脂60をコイル中間体40に固着させる。
最後に、型50からコイル中間体40を取りだして、コイル中間体40に外装部30が形成されたコイル部品C1が完成する(図16及び図17参照)。このように、型50を用いて外装部30を形成することで、従来のモールド成形では必要であった成形機を準備する必要がなくなり、成形設備の簡素化や成形作業の簡略化等を図ることができる。
ここで、コイル部品C1に生じる渦電流について説明する。コイル部品C1には、巻回部3に巻き付けられた巻線9に電流が流れると、端子金具10の対面部12に略直交する方向に磁場が生じる。そして、端子金具10の対面部12には、その磁場の変化に起因してその面内に渦電流が生じる。この渦電流は、交流損失やインダクタンス等の特性を劣化させてしまうため、極力低減させる必要がある。
上記コイル部品C1においては、基部14から伸びる各片部16〜18が互いに所定の間隔を有している、すなわち対面部12には切り欠き部22が形成されているので、上記渦電流が流れる部分の面積の縮小を図り、それによって渦電流の影響を効果的に抑制している。
対面部12に切り欠き部22が形成されていない構成を備えるコイル部品の場合、対面部12に比較的大きな経路の渦電流EC(図7中、一点鎖線で表す)が生じてしまい、コイル部品の特性に大きな影響を及ぼす。そこで、コイル部品C1においては、各片部16〜18の間の所定の間隔、すなわち切り欠き部22により、上述したような渦電流ECの経路を分断して、その発生を回避している。
以上のことから、本実施形態に係るコイル部品C1は、交流損失やインダクタンス等の特性の向上が図られており、高い特性を実現することができる。
本実施形態では、基部14及び端子部20は、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bの中心線CLを挟んで一方の側に位置し、各片部16〜18の先端部分は、中心線CLを挟んで他方の側に位置している。すなわち、各切り欠き部22は、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bの中心線CLを越える位置まで伸びている。これにより、各片部16〜18の長さ(切り欠き部22)が比較的長くなり、端子金具10において渦電流が発生する部分をより一層低減することができる。この結果、コイル部品C1では、交流損失やインダクタンス等の特性を更に向上する。
本実施形態では、片部16の先端部分は、鍔部5,7の主面5b,7bの輪郭より外側に位置している。これにより、片部16の先端部分と巻線9とを継線する際に、巻芯1の鍔部5,7が支障となるようなことはなく、片部16の先端部分と巻線9との継線を容易に行なうことが可能な構成を実現することができる。
本実施形態では、対面部12は、位置決め部19を更に含んでいる。これにより、コイル中間体40の位置決めを容易に行なうことができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、端子金具10の態様は、例えば図18及び図19に示す態様等に変更することができる。図18及び図19に示された端子金具10では、対面部12は二つの片部16,18を含んでおり、対面部12には一つの切り欠き部22が形成されることとなる。また、対面部12は、四つ以上の片部を含んでいてもよい。
本実施形態では、切り欠き部22は、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bの中心線CLを越える位置まで伸びているがこれに限られない。例えば、切り欠き部22は、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bの中心線CLを越えていなくてもよい。しかしながら、この場合には、渦電流の発生を抑制する効果が薄れてしまうことから、本実施形態のように、切り欠き部22は、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bの中心線CLを越える位置まで伸びていることが好ましい。
本実施形態では、各片部16〜18の先端部分が、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bの輪郭より外側に位置しているが、これに限られない。例えば、片部17,18の先端部分は、鍔部5,7の主面5b,7bに直交する方向から見て、鍔部5,7の主面5b,7bの輪郭の内側に位置していてもよい。
巻芯1の巻回部3や鍔部5,7の断面形状は、円形に限らず、必要に応じて四角形等に変更してもよい。また、端子金具10の切り欠き部22の延在方向(片部16〜18が伸びる方向)は、コイル部品C1の高さ方向(Z方向)に限らず、この方向から所定角度だけ傾いた方向であってもよい。
本実施形態に係るコイル部品を示す斜視図である。 本実施形態に係るコイル部品を示す斜視図である。 図1のIII−III線に沿った断面構成を示す図である。 端子金具を示す斜視図である。 端子金具を示す正面図である。 本実施形態に係るコイル部品を示す側面図である。 本実施形態に係るコイル部品を示す正面図である。 本実施形態に係るコイル部品の一製造段階を示す図である。 本実施形態に係るコイル部品の一製造段階を示す図である。 本実施形態に係るコイル部品の一製造段階を示す図である。 本実施形態に係るコイル部品の製作に用いる型を示す図である。 本実施形態に係るコイル部品の製作に用いる型を示す図である。 本実施形態に係るコイル部品の一製造段階を示す図である。 本実施形態に係るコイル部品の一製造段階を示す図である。 本実施形態に係るコイル部品の一製造段階を示す図である。 本実施形態に係るコイル部品の一製造段階を示す図である。 本実施形態に係るコイル部品の一製造段階を示す図である。 端子金具の変形例を示す図である。 端子金具の変形例を示す図である。
符号の説明
1…巻芯、3…巻回部、5,7…鍔部、9…巻線、10…端子金具、12…対面部、14…基部、16〜18…片部、19…位置決め部、20…端子部、22…切り欠き部、30…外装部、C1…コイル部品。

Claims (8)

  1. 巻線と、
    前記巻線が巻回されると共に、互いに対向する一対の端面を有する巻芯と、
    前記巻芯の各前記端面に取り付けられる一対の端子金具と、を備え、
    各前記端子金具は、
    前記巻芯の前記端面に対面するように配置される対面部と、
    前記対面部に連続し、実装基板に設けられた接続端子に接続されるべき端子部と、を有し、
    前記対面部は、
    前記端子部に連続する基部と、
    前記基部から互いに所定の間隔を有して伸びる少なくとも二つの片部と、を含んでおり、
    少なくとも二つの前記片部のうち一方の片部の先端部分は、前記巻芯の前記端面の輪郭より外側に位置すると共に、前記巻線の端部が継線されていることを特徴とするコイル部品。
  2. 前記端子部及び前記基部は、前記端面に直交する方向から見て、前記端面における各前記片部が伸びる方向での中心線を挟んで一方の側に位置し、
    前記少なくとも二つの片部の先端部分は、前記中心線を挟んで他方の側に位置していることを特徴とする請求項1に記載のコイル部品。
  3. 前記対面部は、少なくとも二つの前記片部それぞれの途中部分から当該片部が伸びる方向と交差する方向に伸びる位置決め部を更に含んでいることを特徴とする請求項2又は3に記載のコイル部品。
  4. 巻線と、
    前記巻線が巻回されると共に、互いに対向する一対の端面を有する巻芯と、
    前記巻芯の各前記端面に取り付けられる一対の端子金具と、を備えており、
    各前記端子金具は、
    前記巻芯の前記端面に対面するように配置されると共に、前記端面に平行な第1の方向での両端部分が前記巻芯の前記端面の輪郭より外側に位置する対面部と、
    前記対面部の前記両端部分のうち一方の端部分に連続し、実装基板に設けられた接続端子に接続されるべき端子部と、を有し、
    前記対面部の前記両端部分のうち他方の端部分には、前記巻線の端部が継線されており、
    前記対面部には、当該対面部の前記両端部分のうち他方の端部分から前記一方の端部分に向けて伸びる切り欠き部が形成されていることを特徴とするコイル部品。
  5. 前記切り欠き部は、前記端面に直交する方向から見て、前記端面の前記第1の方向での中心線を越える位置まで伸びていることを特徴とする請求項4に記載のコイル部品。
  6. 前記対面部は、前記端面に平行で且つ前記第1の方向に直交する第2の方向での両端部分からそれぞれ伸びる位置決め部を含んでいることを特徴とする請求項4又は5に記載のコイル部品。
  7. 前記巻線と前記巻芯と前記一対の端子金具とのそれぞれ少なくとも一部を覆うように配置される外装部を更に備えており、
    前記位置決め部は、前記外装部を樹脂成型する際に用いられる型と当接することを特徴とする請求項3又は6に記載のコイル部品。
  8. 前記外装部には、前記位置決め部に向けて窪んだ窪みが設けられていることを特徴とする請求項7に記載のコイル部品。
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