JP2009009960A - 端子付き導線巻回用部材および磁性素子 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を簡素化することが可能な端子付き導線巻回用部材を提供すること。
【解決手段】端子付き導線巻回用部材３は、導線が巻回される巻回部材６と、導線と外部装置とを接続するための端子５とを備え、端子５は、導線の端部が接続される導線接続部５ａと、外部装置へ接続される外部接続部５ｂとを備えている。この端子付き導線巻回用部材３では、導線接続部５ａと外部接続部５ｂとが、巻回部材６に対して略同一方向へ突出している。
【選択図】図４

Description

本発明は、導線が巻回される端子付き導線巻回用部材およびこの端子付き導線巻回用部材を備える磁性素子に関する。

従来から、電子機器や電子部品等には、磁性素子が使用されている。この種の磁性素子として、複数の端子が配列された一対の端子台および一対の端子台を繋ぐ一対のフレーム有する端子支持体と、一次巻線や二次巻線等の導線が巻回されるボビンとを備えるトランスが知られている（たとえば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のトランスでは、ボビンは、一対の端子台と一対のフレームとで囲まれた空間部に配置されている。また、このトランスでは、端子が略Ｌ形状に形成されている。この端子の一端側には、一次巻線や二次巻線等の導線の端部が接続され、端子の他端側は、トランスが実装される実装基板等に接続される。

また、特許文献１に記載のトランスでは、プレス加工によって形成されたフープ材（リードフレーム）を用いてインサート成型を行い、インサート成型後に、フープ材に接続された端子の他端側をフープ材から切断して、端子支持体を形成する。なお、フープ材の酸化を防止するため、一般に、プレス加工後のフープ材には、メッキ処理が行われる。

特開２００２−２３１５３８号公報

フープ材からの切断時に形成される切断面は、メッキ層が形成されていないため、酸化して錆やすい。そのため、切断面に酸化防止のための所定の処理を行う必要がある。また、導線の端部を端子に接続するためには、半田付け等の所定の処理を行う必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載のトランスでは、端子が略Ｌ形状に形成されているにもかかわらず、端子の他端側がフープ材から切断されるため、端子の他端側で酸化防止のための所定の処理を行う必要があり、端子の一端側に導線の端部が接続されるため、端子の一端側で半田付け等の処理を行う必要がある。そのため、特許文献１のトランスでは、端子支持体の製造工程が煩雑になる。

そこで、本発明の課題は、製造工程を簡素化することが可能な端子付き導線巻回用部材およびこの端子付き導線巻回用部材を備える磁性素子を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の端子付き導線巻回用部材は、導線が巻回される巻回部材と、導線と外部装置とを接続するための端子とを備え、端子は、導線の端部が接続される導線接続部と、外部装置へ接続される外部接続部とを備え、導線接続部と外部接続部とは、巻回部材に対して略同一方向へ突出していることを特徴とする。

本発明の端子付き導線巻回用部材では、端子は、導線の端部が接続される導線接続部と、外部装置へ接続される外部接続部とを備え、導線接続部と外部接続部とが、巻回部材に対して略同一方向へ突出している。そのため、たとえば、導線の端部を接続するための導線接続部の半田付け処理と、酸化防止のための外部接続部の半田付け処理とを同時に行うことが可能になる。また、端子付き導線巻回用部材がフープ材を用いて製造される場合であって、導線接続部と外部接続部との両者がフープ材に繋がっている場合であっても、１回の切断作業で、フープ材から端子付き導線巻回用部材を切り離すことが可能になる。このように、本発明の端子付き導線巻回用部材では、端子付き導線巻回用部材自体の製造工程や、端子付き導線巻回用部材が使用される磁性素子等の製造工程を簡素化することが可能になる。また、導線接続部と外部接続部とが巻回部材から略同一方向へ突出しているため、導線接続部および外部接続部の突出方向に直交する方向で、端子付き導線巻回用部材を小型化することが可能になる。

本発明において、導線接続部の突出量と外部接続部の突出量とは略等しいことが好ましい。このように構成すると、導線接続部および外部接続部の突出方向で、端子付き導線巻回用部材を小型化することが可能になる。また、フープ材を用いて端子付き導線巻回用部材が製造される場合であって、導線接続部と外部接続部との両者がフープ材に繋がっている場合には、１回の切断作業で、フープ材から端子付き導線巻回用部材を容易に切り離すことができる。

本発明の端子付き導線巻回用部材は、巻回部材に巻回される導線を備える磁性素子に用いることができる。このように構成された磁性素子では、製造工程を簡素化することが可能になる。また、磁性素子を小型化することが可能になる。

以上のように、本発明にかかる端子付き導線巻回用部材および磁性素子では、製造工程を簡素化することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（磁性素子の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる磁性素子１を示す平面図である。図２は、図１のＥ−Ｅ方向から磁性素子１を示す側面図である。図３は、図１に示す分割コア７の斜視図である。

本形態の磁性素子１は、たとえば、ノートパソコンの電源回路基板等の所定の回路基板Ｂ（図２参照）上に実装される小型のインダクタである。この磁性素子１は、図１、図２に示すように、導線２と、導線２が巻回される端子付き導線巻回用部材としての端子付きボビン３（以下、「ボビン３」とする。）と、ボビン３に取り付けられるコア４とを備えている。なお、以下の説明では、図２の上側（図１の紙面手前側）を「上」、図２の下側（図１の紙面奥側）を「下」とする。また、図１の右を「右」、左を「左」、下を「前」、上を「後（後ろ）」とする。

ボビン３は、外部装置となる回路基板Ｂに導線２を電気的に接続するための端子５と、導線２が巻回されるとともに端子５が固定される巻回部材としての支持体６とを備えている。このボビン３の詳細な構成については後述する。

導線２は、銅等の導電性線材の表面に絶縁被膜が被覆されて形成されている。この導線２は、図２に示すように、支持体６を構成する後述の巻回部６ａに巻回されている。また、導線２の端部は、端子５を構成する後述の導線接続部５ａに巻回され、半田付けされている。なお、本形態では、たとえば、１本または２本の導線２が巻回部６ａに所定回数、巻回されている。

コア４は、磁性素子１の上面側、下面側、右側面側および左側面側に配置されている。このコア４は、上下方向に分割される２個の分割コア７によって構成されている。分割コア７は、たとえば、Ｍｎ−ＺｎやＮｉ−Ｚｎ等のフェライトからなる磁性材料で形成されている。また、図３に示すように、分割コア７は、磁性素子１の上面側または下面側に配置される基部７ａと、基部７ａの長手方向の両端から垂直に立ち上がるように形成された当接部７ｂと、基部７ａの中心位置から当接部７ｂと同じ方向に立ち上がるように形成された挿入部７ｃとを備えるＥ型コアである。なお、分割コア７は、Ｉ型コア等のＥ型コア以外のコアであっても良い。

図２に示すように、磁性素子１の右側面側および左側面側で、上面側に配置される分割コア７の当接部７ｂの先端と、下面側に配置される分割コア７の当接部７ｂの先端とが当接している。また、上面側に配置される分割コア７の挿入部７ｃと、下面側に配置される分割コア７の挿入部７ｃとは支持体６に形成された後述の中心孔６ｄに挿入されている。このように、２個の分割コア７によって、磁路が形成されている。なお、上面側に配置される分割コア７の挿入部７ｃの先端と、下面側に配置される分割コア７の挿入部７ｃの先端との間には所定の隙間が形成されている。

（端子付きボビンの構成）
図４は、図１に示す端子付きボビン３の平面図である。図５は、図１に示す端子付きボビン３の底面図である。図６は、図４のＦ−Ｆ断面を示す断面図である。図７は、図１に示す端子５の斜視図である。

上述のようにボビン３は、端子５と支持体６とを備えている。本形態では、ボビン３は、４個の端子５を備えている。

支持体６は、絶縁性の樹脂で形成されている。この支持体６は、導線２が巻回される巻回部６ａと、巻回部６ａの上端側に形成される上鍔部６ｂと、巻回部６ａの下端側に形成され端子５が固定される端子固定部６ｃとを備えている。また、支持体６の中心部には、上下方向に貫通する円形状の中心孔６ｄが形成されている。すなわち、支持体６は、筒状に形成されている。

巻回部６ａは、円筒状に形成されている。上鍔部６ｂは、扁平な円筒状に形成されている。この上鍔部６ｂの外径は、巻回部６ａの外径よりも大きくなっている。また、上鍔部６ｂの上面には、上面側に配置される分割コア７の基部７ａが配置される配置溝が左右方向に形成されている。

端子固定部６ｃは、ブロック状に形成されている。この端子固定部６ｃの外形は、巻回部６ａの外径よりも大きくなっている。また、端子固定部６ｃの中心位置から巻回部６ａが上方向へ突出するように形成されている。端子固定部６ｃの下面側には、図６等に示すように、４個の端子５が固定されている。また、端子固定部６ｃの下面には、下面側に配置される分割コア７の基部７ａが配置される配置溝が左右方向に形成され、端子固定部６ｃの左右の側面には、分割コア７の当接部７ｂが配置される配置溝が上下方向に形成されている。

端子５は、ステンレス板等の導電性を有する金属の薄板で形成されている。この端子５は、図７に示すように、導線２の端部が接続される導線接続部５ａと、回路基板Ｂへ接続される外部接続部５ｂと、導線接続部５ａと外部接続部５ｂとを繋ぐ連結部５ｃとから構成されている。連結部５ｃは、折曲部５ｄで２回折り曲げられており、上下方向で平行に配置される第１連結部５ｅおよび第２連結部５ｆを備えている。

導線接続部５ａは、連結部５ｃの一端側から連結部５ｃに略直交する方向に突出するように形成されている。具体的には、導線接続部５ａは、図７に示すように、第１連結部５ｅの端部側から連結部５ｃに略直交する方向に突出するように形成されている。外部接続部５ｂは、連結部５ｃの他端側から連結部５ｃに略直交する方向に突出するように形成されている。具体的には、外部接続部５ｂは、図７に示すように、第２連結部５ｆの端部側から連結部５ｃに略直交する方向に突出するように形成されている。本形態では、導線接続部５ａと外部接続部５ｂとは、連結部５ｃから略同一方向へ突出している。

上述のように、端子固定部６ｃの下面側には、４個の端子５が固定されている。本形態では、後述のように、インサート成型でボビン３が形成されており、第１連結部５ｅおよび折曲部５ｄが端子固定部６ｃの内部に配置されることで、端子５が端子固定部６ｃに固定されている。

具体的には、図４、図５に示すように、端子固定部６ｃの前後両端側にそれぞれ２個の端子５が固定されている。また、４個の端子５は、略同一方向へ突出する導線接続部５ａと外部接続部５ｂとが前後方向の外側に向かって突出するように、かつ、外部接続部５ｂが左右方向の外側に配置されるように（導線接続部５ａが左右方向の内側に配置されるように）左右方向に所定の間隔をあけた状態で端子固定部６ｃに固定されている。また、図６に示すように、連結部５ｃが上下方向に直交する平面と平行になるように、かつ、外部接続部５ｂおよび第２連結部５ｆがボビン３の下端（すなわち、磁性素子１の下端）となるように、４個の端子５が端子固定部６ｃに固定されている。

本形態では、導線接続部５ａの端子固定部６ｃからの突出量と、外部接続部５ｂの端子固定部６ｃからの突出量とが略等しくなっている。すなわち、導線接続部５ａの支持体６に対する突出量と、外部接続部５ｂの支持体６に対する突出量とが略等しくなっている。

なお、導線２の端部側は、端子固定部６ｃの前面あるいは後面に沿って引き回されて、導線接続部５ａに巻回され、固定される。

（磁性素子の製造工程）
図８は、図１に示す磁性素子１の製造工程で用いられるフープ材１０の平面図である。図９は、図８のＧ−Ｇ方向からフープ材１０を示す側面図である。図１０は、図８のＨ−Ｈ断面を示す断面図である。図１１は、図８に示すフープ材１０に支持体６がインサート成型で形成された状態を示す平面図である。

以上のように構成された磁性素子１の製造工程を以下に説明する。

まず、フープ材（リードフレーム）１０を形成する。すなわち、金属の薄板からなる母材にプレス加工（曲げ加工、抜き加工）を行って、フープ材１０を形成する。このプレス加工によって、フープ材１０には、後に１個の磁性素子１を構成する４個の端子５となる４個の端子対応部１５と４個の端子対応部１５を接続する矩形状の枠体１６とからなる単位フープが連なるように形成される。

端子対応部１５は、端子５の形状に対応した形状に形成される。すなわち、端子対応部１５は、後に導線接続部５ａとなる導線接続対応部１５ａ、後に外部接続部５ｂとなる外部接続対応部１５ｂ、後に折曲部５ｄとなる折曲対応部１５ｄ、後に第１連結部５ｅとなる第１連結対応部１５ｅ、および、後に第２連結部５ｆとなる第２連結対応部１５ｆによって構成されている。

本形態では、図８に示すように、導線接続対応部１５ａおよび外部接続対応部１５ｂはともに、枠体１６に繋がっている。具体的には、図８における上下方向の内側に向かって突出する第１突出部１６ａに導線接続対応部１５ａが接続され、第２突出部１６ｂに折曲部１６ｃ（図９、図１０参照）を介して外部接続対応部１５ｂが接続されている。

その後、フープ材１０にメッキ加工を行う。このメッキ加工で、フープ材１０の表面にメッキ層が形成される。

その後、フープ材１０の一部を金型内に配置して樹脂成型を行うインサート成型で、支持体６をフープ材１０に一体で形成する。具体的には、後に、第１連結部５ｅおよび折曲部５ｄが端子固定部６ｃの内部に配置されるように、折曲対応部１５ｄおよび第１連結対応部１５ｅを金型内に配置して、金型に樹脂を充填する。また、その後、金型内の樹脂を硬化させる。樹脂が硬化すると、図１１に示すように、金型の形状に倣った支持体６が形成される。

その後、枠体１６から端子付きの支持体６を切断する。具体的には、図１１に示すように、直線状の切断線Ｘに沿って、導線接続対応部１５ａおよび外部接続対応部１５ｂを切断する。この切断によって、枠体１６からボビン３が切り離されて、ボビン３が形成される。すなわち、端子５と支持体６とを備えるボビン３が形成される。なお、切断面となる導線接続部５ａの先端面および外部接続部５ｂの先端面には、メッキ層が形成されておらず、導線接続部５ａの先端面および外部接続部５ｂの先端面では、母材が剥き出した状態となっている。

その後、導線２の一端側をある導線接続部５ａに巻回して絡げる。その状態で、巻回部６ａに導線２を巻回する。所定回数の巻回が終わると、導線２の一端が固定された導線接続部５ａと異なる導線接続部５ａに導線２の他端側を巻回して絡げる。

その後、ボビン３の前面側および後面側を溶融半田が入っている半田槽に順次浸ける。ボビン３の前面側または後面側が半田槽に浸かると、導線接続部５ａに絡げられている導線２の端部が、導線接続部５ａに半田付けされる。また、ボビン３の前面側または後面側が半田槽に浸かると、母材が剥きになっていた導線接続部５ａの先端面および外部接続部５ｂの先端面には、半田層が形成される。この半田層によって、導線接続部５ａの先端面および外部接続部５ｂの先端面の酸化が防止される。以上の工程を経て、磁性素子１が完成する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、端子５を構成する導線接続部５ａと外部接続部５ｂとが、支持体６に対して略同一方向へ突出している。そのため、導線２の端部を導線接続部５ａに接続するための半田付けの工程と、導線接続部５ａの先端面および外部接続部５ｂの先端面の酸化防止のための半田付けの工程とを同時に行うことができる。したがって、磁性素子１の製造工程を簡素化することができる。

また、本形態では、端子５を構成する導線接続部５ａと外部接続部５ｂとが、支持体６に対して略同一方向へ突出している。そのため、本形態のように、導線接続部１５ａと外部接続部１５ｂとの両者が枠体１６に繋がっている場合であっても、１回の切断作業で、枠体１６からボビン３を切り離すことができる。特に、本形態では、導線接続部５ａの端子固定部６ｃからの突出量と、外部接続部５ｂの端子固定部６ｃからの突出量とが略等しくなっている。そのため、直線状の切断線Ｘに沿って、導線接続対応部１５ａおよび外部接続対応部１５ｂを切断する容易な切断作業で、枠体１６からボビン３を切り離すことができる。したがって、本形態では、ボビン３の製造工程を簡素化することができる。

また、本形態では、導線接続部５ａと外部接続部５ｂとが支持体６に対して略同一方向へ突出しているため、外部接続部５ａおよび導線接続部５ｂの突出方向に直交する左右方向でボビン３および磁性素子１を小型化することが可能になる。特に、本形態では、導線接続部５ａの端子固定部６ｃからの突出量と、外部接続部５ｂの端子固定部６ｃからの突出量とが略等しいため、導線接続部５ａおよび外部接続部５ｂの突出方向である前後方向でも、ボビン３および磁性素子１を小型化することが可能になる。

（他の実施の形態）
上述した形態では、図８に示すように、導線接続対応部１５ａおよび外部接続対応部１５ｂはともに、枠体１６に繋がっている。この他にもたとえば、図１２に示すように、導線接続対応部１５ａのみが枠体１６に繋がっており、外部接続対応部１５ｂは枠体１６に繋がっていなくても良い。この場合には、外部接続対応部１５ｂは、メッキ加工後、そのまま外部接続部５ｂとなる。また、外部接続対応部１５ｂのみが枠体１６に繋がっており、導線接続対応部１５ａは枠体１６に繋がっていなくても良い。なお、図１２では、上述した形態と同一の構成については、同一の符号を付している。

上述した形態では、端子５を有する端子付き導線巻回用部材は、インサート成型で形成される樹脂製の支持体６を備えるボビン３である。この他にもたとえば、端子５を有する端子付き導線巻回用部材は、磁性材料で形成され導線２が巻回されるドラムコア等のコアを備える端子付きのコアであっても良い。この場合には、図８に示すフープ材１０の所定位置にコアが接着固定された後に、枠体１６から端子付きのコアが切り離される。なお、この場合には、コアは、導線２が巻回される巻回部材である。

上述した形態では、導線接続部５ａの端子固定部６ｃからの突出量と外部接続部５ｂの端子固定部６ｃからの突出量とは略等しくなっている。この他にもたとえば、導線接続部５ａの端子固定部６ｃからの突出量が、外部接続部５ｂの端子固定部６ｃからの突出量より大きくても良い。また、外部接続部５ｂの端子固定部６ｃからの突出量が、導線接続部５ａの端子固定部６ｃからの突出量より大きくても良い。

上述した形態では、端子固定部６ｃの前後両端側にそれぞれ２個の端子５が固定されている。この他にもたとえば、端子固定部６ｃの前端側あるいは後端側のいずれかのみに２個の端子５が固定されても良いし、端子固定部６ｃの前後両端側にそれぞれ１個ずつ端子５が固定されても良い。

本発明の実施の形態にかかる磁性素子を示す平面図である。 図１のＥ−Ｅ方向から磁性素子を示す側面図である。 図１に示す分割コアの斜視図である。 図１に示す端子付きボビンの平面図である。 図１に示す端子付きボビンの底面図である。 図４のＦ−Ｆ断面を示す断面図である。 図１に示す端子の斜視図である。 図１に示す磁性素子の製造工程で用いられるフープ材の平面図である。 図８のＧ−Ｇ方向からフープ材を示す側面図である。 図８のＨ−Ｈ断面を示す断面図である。 図８に示すフープ材に支持体がインサート成型で形成された状態を示す平面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるフープ材を示す平面図である。

符号の説明

１ 磁性素子
２ 導線
３ ボビン（端子付きボビン、端子付き導線巻回用部材）
５ 端子
５ａ 導線接続部
５ｂ 外部接続部
６ 支持体（巻回部材）
Ｂ 回路基板（外部装置）

Claims (3)

1. 導線が巻回される巻回部材と、上記導線と外部装置とを接続するための端子とを備え、
   上記端子は、上記導線の端部が接続される導線接続部と、上記外部装置へ接続される外部接続部とを備え、
   上記導線接続部と上記外部接続部とは、上記巻回部材に対して略同一方向へ突出していることを特徴とする端子付き導線巻回用部材。
2. 前記導線接続部の突出量と前記外部接続部の突出量とは略等しいことを特徴とする請求項１記載の端子付き導線巻回用部材。
3. 請求項１または２記載の端子付き導線巻回用部材と、前記巻回部材に巻回される導線とを備えることを特徴とする磁性素子。

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