JP2009141004A - コイル部品及びケース並びにコイル部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケース内部に仕切り部を設けた構成において、インダクタンス素子の接着の際に従来よりも接着剤を流動させやすく均一化を図りやすいコイル部品及びケース並びにコイル部品の製造方法を提供する。
【解決手段】天井部１４内面に形成された仕切り部１６Ａ〜１６Ｄによってケース１０内部は第１室２１及び第２室２２に区画され、第１室２１と第２室２２との境界の一部において天井部１４内面が露出しており、この部分が第１室２１と第２室２２との連通路２６となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＡＮ等に用いられる信号用パルストランスとして好適なコイル部品及びそれに用いられるケース並びにコイル部品の製造方法に関する。

底部（基板対向側）が開放されたケースにトロイダルトランスを収容した表面実装型電子部品パッケージが従来から知られている（下記特許文献１〜６）。ケース内部には側壁間をわたす均一高さの仕切り（特許文献１のFig.10の符号36）が形成されている。
米国特許第6,297,721号公報 米国特許第5,656,985号公報 米国特許第6,297,720号公報 米国特許第6,320,489号公報 米国特許第6,344,785号公報 米国特許第6,662,431号公報

ケースに収容されたトロイダルトランスは一般に樹脂等によってケースに接着されるが、従来のような仕切りをケースに形成すると、仕切りの両側にトロイダルトランスを収容して接着する場合に接着剤の流動が仕切りによって妨げられて均一化が図りにくい。そうすると接着剤の偏りやバラツキを防止するためにより多くの接着剤が必要となり好ましくない。

本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、ケース内部に仕切り部を設けた構成において、インダクタンス素子の接着の際に従来よりも接着剤を流動させやすく均一化を図りやすいコイル部品及びケース並びにコイル部品の製造方法を提供することにある。

本発明の第１の態様は、コイル部品である。このコイル部品は、
側壁部と、前記側壁部の上方を覆う天井部とを有し、前記天井部内面に形成された仕切り部によって内部が第１室及び第２室に区画されたケースと、
前記第１室及び前記第２室にそれぞれ収容され、前記天井部内面に接着剤で固定されたインダクタンス素子とを備え、
前記第１室と前記第２室との境界の一部において前記天井部内面が露出し又は前記仕切り部の高さが低くなっていて前記第１室と前記第２室との連通路を成している。

第１の態様のコイル部品において、前記仕切り部は、向かい合う前記側壁部の各々から前記天井部に跨って形成されているとよい。

第１の態様のコイル部品において、前記仕切り部は、前記ケース長手方向の異なる位置に２つに分けて形成されているとよい。

第１の態様のコイル部品において、前記連通路が前記第１室と前記第２室との境界の略中央に形成されているとよい。

第１の態様のコイル部品において、前記仕切り部の角部が面取りされているとよい。

第１の態様のコイル部品において、
前記仕切り部は前記ケース短手方向と略平行であり、
前記インダクタンス素子は、それぞれ環状コアに巻線を施してなるパルストランス及びコモンモードチョークコイルの組であり、
前記パルストランス及び前記コモンモードチョークコイルは、前記環状コアが前記ケース短手方向と略平行になるように前記ケース長手方向に並べて縦置きされ、前記コモンモードチョークコイルが前記パルストランスよりも前記仕切り部側に位置しているとよい。

第１の態様のコイル部品において、前記連通路の幅ａは、前記第１室と前記第２室との境界の長さｂに対して ｂ／５≦ａ≦２ｂ／３ の範囲内であるとよい。

第１の態様のコイル部品において、前記仕切り部は、前記天井部からの高さｈが前記側壁部の高さｇに対して ｇ／３≦ｈ≦２ｇ／３ の範囲内であるとよい。

本発明の第２の態様は、コイル部品ケースである。このケースは、
側壁部と、前記側壁部の上方を覆う天井部とを有し、前記天井部内面に形成された仕切り部によって内部が第１室及び第２室に区画されたコイル部品ケースであり、
前記第１室と前記第２室との境界の一部において前記天井部が露出し又は前記仕切り部の高さが低くなっていて前記第１室と前記第２室との連通路を成している。

本発明の第３の態様は、コイル部品の製造方法である。この方法は、
側壁部と、前記側壁部の上方を覆う天井部とを有し、前記天井部内面に形成された仕切り部によって内部が第１室及び第２室に区画され、前記第１室と前記第２室との境界の一部において前記天井部が露出し又は前記仕切り部の高さが低くなっていて前記第１室と前記第２室との連通路を成しているケースを用い、
前記第１室及び前記第２室の各々にインダクタンス素子を収容する工程と、
収容した前記インダクタンス素子を接着剤で前記天井部内面に固定する工程とを含む。

なお、以上の構成要素の任意の組合せもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、天井部内面に形成された仕切り部によってケース内部が第１室及び第２室に区画され、前記第１室と前記第２室との境界の一部において前記天井部内面が露出し又は前記仕切り部の高さが低くなっていて前記第１室と前記第２室との連通路を成しているため、ケース内部に仕切り部を設けた構成において、インダクタンス素子の接着の際に従来よりも接着剤を流動させやすく均一化を図りやすい。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態に係るコイル部品１００の底面図である。図２は、図１に示されるコイル部品１００の回路図である。図３は、図１に示されるケース１０の概略斜視図（上側が底面）である。図４は、図１に示されるインダクタンス素子（送信側パルストランス５２Ｔ等）の環状コアの形状説明図（（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図）である。図５は、図１のV-V'断面図である。

コイル部品１００は、ケース１０内にインダクタンス素子としてそれぞれ環状コア（図４参照、材質は例えばフェライト）にポリウレタン被覆銅線等の巻線を施してなる送信側パルストランス５２Ｔと、送信側コモンモードチョークコイル５４Ｔと、受信側パルストランス５２Ｒと、受信側コモンモードチョークコイル５４Ｒとを収容したものである。各インダクタンス素子は、図２に示される回路を成すように結線される。

図１及び図３に示されるように、ケース１０は、方形枠を成す側壁部１２Ａ〜１２Ｄと、側壁部１２Ａ〜１２Ｄの上方を覆う天井部１４とを有し、所定本数（図では１６本）のピン端子２０が設けられている。側壁部１２Ａ，１２Ｃはケース１０長手方向と平行で互いに向かい合い、側壁部１２Ｂ，１２Ｄはケース１０短手方向と平行で互いに向かい合っている。なお、ケース１０は例えば液晶ポリマーを材料とし、ピン端子２０は例えばリン青銅にSnメッキを施したものである。

天井部１４内面に形成された仕切り部１６Ａ〜１６Ｄ（例えば板状）によってケース１０内部は第１室２１及び第２室２２に区画されている。好ましくは、仕切り部１６Ａ，１６Ｂはケース１０長手方向の異なる位置に側壁部１２Ａから天井部１４に跨ってケース１０短手方向と略平行に形成され、仕切り部１６Ｃ，１６Ｄはケース１０長手方向の異なる位置に側壁部１２Ｃから天井部１４に跨ってケース１０短手方向と略平行に形成される。ここで、仕切り部１６Ａ，１６Ｃはケース１０長手方向位置が同じであり、仕切り部１６Ｂ，１６Ｄもケース１０長手方向位置が同じである。なお、図３に示されるように、仕切り部１６Ａ〜１６Ｄの角部は丸みを帯びるように面取りされている。なお、側壁部１２Ａ〜１２Ｄ、天井部１４及び仕切り部１６Ａ〜１６Ｄは、例えば樹脂成形で一体に形成されている。

第１室２１と第２室２２との境界の一部において天井部１４内面が露出しており、この部分が第１室２１と第２室２２との連通路２６となっている。連通路２６は好ましくは図１及び図３に示されるように第１室２１と第２室２２との境界の中央（ケース１０短手方向中央）に位置する。

図１に示されるように、送信側パルストランス５２Ｔ及び送信側コモンモードチョークコイル５４Ｔは、環状コアがケース１０短手方向と略平行になるように第１室２１にケース１０長手方向に並べて収容（縦置き）され、天井部１４内面に接着剤としての注型樹脂（図１では省略）で固定される。送信側コモンモードチョークコイル５４Ｔは送信側パルストランス５２Ｔよりも仕切り部１６Ａ〜１６Ｄ側に位置する。受信側パルストランス５２Ｒ及び受信側コモンモードチョークコイル５４Ｒは、環状コアがケース１０短手方向と略平行になるように第２室２２にケース１０長手方向に並べて収容され、天井部１４内面に接着剤としての注型樹脂（図１では省略）で固定される。受信側コモンモードチョークコイル５４Ｒは受信側パルストランス５２Ｒよりも仕切り部１６Ａ〜１６Ｄ側に位置する。なお、接着剤としての注型樹脂は例えば、ソフトエポキシ等のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂など、流動性があり硬化後に接着性を有する材料が使用できる。これによる接着固定の様子は図５に例示され、送信側パルストランス５２Ｔ、送信側コモンモードチョークコイル５４Ｔ、受信側パルストランス５２Ｒ及び受信側コモンモードチョークコイル５４Ｒは、注型樹脂６０にて天井部１４及び側壁１２Ａ，１２Ｃに固定される。

本実施の形態のコイル部品１００を製造するには下記の工程を踏む。なお、一連の作業は通常、ケース１０の天井部１４が下になるように保持して行う。

１．収容工程… 図１に示されるように、ケース１０の第１室２１にインダクタンス素子としての送信側パルストランス５２Ｔ及び送信側コモンモードチョークコイル５４Ｔを収容し、ケース１０の第２室２２にインダクタンス素子としての受信側パルストランス５２Ｒ及び受信側コモンモードチョークコイル５４Ｒを収容する。
２．はんだ付け工程… 図１に示されるように、各インダクタンス素子の巻線端末を所定の端子ピン２０に絡げてはんだ付けを行い、図２に示される回路を作成する。なお、はんだ付けには例えばSn系Pbフリー半田を用いる。
３．接着工程… 第１室２１及び第２室２２に収容された各インダクタンス素子を注型樹脂６０（図５参照）にて天井部１４内面に接着固定する。
こうして製造されたコイル部品１００は、ケース１０の天井部１４が上になるようにして基板（不図示）に実装される。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 天井部１４内面に形成された仕切り部１６Ａ〜１６Ｄによってケース１０内部は第１室２１及び第２室２２に区画され、第１室２１と第２室２２との境界の一部において天井部１４内面が露出しており、この部分が第１室２１と第２室２２との連通路２６となっているため、従来のような側壁間をわたす均一高さの仕切り（特許文献１のFig.10の符号36）が形成されている場合と比較して、注型樹脂によるインダクタンス素子の接着固定の際に注型樹脂を流動させやすく均一化を図りやすい。したがって、注型樹脂の使用量削減に有利でコスト低下になる。ここで、連通路２６が第１室２１と第２室２２との境界の中央（ケース１０短手方向中央）に位置する場合は、同境界の端に連通路が位置する場合と比較して注型樹脂をより流動させやすく均一化しやすい。

(2) 仕切り部１６Ａ〜１６Ｄによってケース１０内部にインダクタンス素子の配置領域が２つ区画されるため、仕切り部が存在しない場合と比較してインダクタンス素子の位置決めが容易となる。

(3) 仕切り部１６Ａ，１６Ｂが側壁部１２Ａから天井部１４に跨って形成され、仕切り部１６Ｃ，１６Ｄが側壁部１２Ｃから天井部１４に跨って形成されるため、ケース１０の機械的強度が高められる。

(4) 仕切り部１６Ａ，１６Ｂがケース１０長手方向の異なる位置に形成され、仕切り部１６Ｃ，１６Ｄもケース１０長手方向の異なる位置に形成されるため、少なくとも仕切り部１６Ａ，１６Ｂ間の距離（＝仕切り部１６Ｃ，１６Ｄ間の距離）だけ第１室２１及び第２室２２のインダクタンス素子間の距離を確保でき、干渉を防止することができる。このような構成は、後述の図６に示す第１室２１及び第２室２２間の距離ｃを側壁１２Ａ，１２Ｃの厚さの２倍以上確保する必要がある場合には特に有効といえる。

(5) コモンモードチョークコイルよりも干渉が問題となりやすいパルストランスを第１室２１及び第２室２２のそれぞれにおいてコモンモードチョークコイルよりも仕切り部１６Ａ〜１６Ｄから離した配置としているので、送信側パルストランス５２Ｔ及び受信側パルストランス５２Ｒ間の距離が大きく確保されて干渉が防止される。

(6) 側壁部１２Ａ，１２Ｃのそれぞれにおいて仕切り部がケース１０長手方向の異なる位置に２つに分けて形成されているため、第１室２１及び第２室２２のインダクタンス素子間の距離を同じだけ確保しようとする場合に、分厚い仕切り部が１つだけ形成されている場合と比較して仕切り部に使う材料（つまりケース１０に使う材料）を少なくすることができコスト安である。また、注型樹脂とケースとの熱膨張率差などを弾性力でカバーすることも可能となる。

(7) 第１室２１と第２室２２との境界の一部が連通路２６となっているので、仕切り部が同一高さで両側壁部間に連続している場合と比較して、インダクタンス素子をケースに収容する際（あるいは何らかの理由でケースから取り出す際）の作業性が良い。ここで、仕切り部１６Ａ〜１６Ｄの角部（連通路２６に臨む部分）は丸みを帯びるように面取りされているため、面取りがされない場合と比較してインダクタンス素子を傷つけにくくなり、作業性もいっそう改善される。

以下、コイル部品１００のケース１０の詳細な形状を実施例により説明する。図６は、実施例に係るコイル部品１００の形状説明図であり、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は同底面図のB-B'断面図である。

本実施例において、仕切り部１６Ａ〜１６Ｄは、天井部１４からの高さｈが側壁部１２Ａ〜１２Ｄの高さｇに対して、ｇ／３≦ｈ≦２ｇ／３の範囲内であるものとする。ｇ／３≦ｈとするのは、ケース１０（特に側壁１２Ａ，１２Ｃ）の機械的強度の補強効果を高く維持するためであり、また仕切り部１６Ａ〜１６Ｄとインダクタンス素子との接触面積を所定量以上確保して仕切りとしての機能を十分に発揮させるためである。ここで、仕切りとしての機能が不十分であるとインダクタンス素子の位置決めの確実性が低下し、これを防ぐためにはより多くの注型樹脂が必要となる。一方、ｈ≦２ｇ／３とするのは、インダクタンス素子を第１室２１及び第２室２２に収容（挿入）する際の作業性を考慮したものである。

連通路２６の幅ａは、第１室２１と第２室２２との境界の長さｂ（すなわち側壁１２Ａ，１２Ｃの内面間距離）に対して、ｂ／５≦ａ≦２ｂ／３の範囲内であるものとする。ｂ／５≦ａとするのは、注型樹脂の流動性を確保するためである。一方、ａ≦２ｂ／３とするのは、ケース１０（特に天井部１４）の機械的強度の補強効果を高く維持するためであり、また仕切り部１６Ａ〜１６Ｄとインダクタンス素子との接触面積を所定量以上確保して仕切りとしての機能を十分に発揮させるためである。上述のとおり、仕切りとしての機能が不十分であるとインダクタンス素子の位置決めの確実性が低下し、これを防ぐためにはより多くの注型樹脂が必要となる。

第１室２１及び第２室２２間の距離ｃすなわち仕切り部１６Ａ，１６Ｂ間の距離ｃ（仕切り部１６Ｃ，１６Ｄ間の距離と略同一で、仕切り部の厚さも含む）は、第１室２１及び第２室２２のインダクタンス素子間で磁界が互いに干渉しない程度（又は干渉の影響が無視できる程度）の距離以上とし、かつ、第１室及び第２室２２のケース１０長手方向距離ｆがコモンモードチョークコイル５４Ｔ，５４Ｒのコア厚ｄとパルストランス５２Ｔ，５２Ｒのコア厚ｅに対して、ｆ≦（ｄ＋ｅ）×２となるようにする。なお、第１室及び第２室２２のケース１０長手方向距離は同じであってもよいし同じでなくてもよい。また、各インダクタンス素子のコア厚も同じであってもよいし同じでなくてもよい。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各工程には請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

実施の形態では仕切り部１６Ａ，１６Ｃを別体（不連続）とし、仕切り部１６Ｂ，１６Ｄも別体（不連続）とし、第１室２１と第２室２２との境界の一部において天井部１４内面が露出して連通路２６となっている場合を説明した。変形例においては仕切り部１６Ａ，１６Ｃを一体（連続）とし、仕切り部１６Ｂ，１６Ｄも一体（連続）とし、一体とされたそれぞれの仕切り部の一部（好ましくはケース短手方向中央部）の高さを低くして注型樹脂を流動させるための連通路としてもよい。この場合、連通路部分における仕切り部の天井部からの高さは、連通路部分以外における高さの最大値の例えば１／３程度もしくはそれ以下が注型樹脂流動の観点から好ましい。

実施の形態では仕切り部１６Ａ，１６Ｂを別体（不連続）としてケース１０長手方向の異なる位置に形成し、仕切り部１６Ｃ，１６Ｄも別体（不連続）としてケース１０長手方向の異なる位置に形成したが、変形例では肉厚の大きな仕切り部としてそれらを一体（連続）としてもよい。例えば第１室２１及び第２室２２間の距離ｃが側壁部１２Ａ，１２Ｃの厚さの２倍未満でよい場合には、本変形例のような構成は例えば仕切り部の強度を確保する点で有効といえる。

実施の形態では仕切り部１６Ａ〜１６Ｄの角部は丸みを帯びているものとしたが、変形例ではこれに替えて、各仕切り部の角部は直線的に面取りしたものであってもよい。

実施の形態ではインダクタンス素子がパルストランスとコモンモードチョークコイルの組であって縦置きされる場合を説明したが、変形例ではこれに替えて、インダクタンス素子は１つのトランスやチョークコイルであってもよく、横置きされていてもよい。

実施の形態では向かい合う側壁部の各々から天井部に跨るように仕切り部が形成されたが、変形例では向かい合う側壁部の片方のみから天井部に跨るように仕切り部が形成されてもよい。

実施の形態では仕切り部が側壁部と天井部とに跨って形成されたが、変形例ではこれに替えて、仕切り部は天井部に形成されて側壁部に跨っていなくてもよい。この場合であっても、ケースの機械的強度の確保以外の点では実施の形態と同様の効果を奏することができる。

本発明の実施の形態に係るコイル部品の底面図である。 図１に示されるコイル部品の回路図である。 図１に示されるケースの概略斜視図（上側が底面）である。 図１に示されるインダクタンス素子（送信側パルストランス等）の環状コアの形状説明図である。 図１のV-V'断面図である。 実施例に係るコイル部品の形状説明図であり、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は同底面図のB-B'断面図である。

符号の説明

１０ ケース
１２Ａ〜１２Ｄ 側壁部
１４ 天井部
１６Ａ〜１６Ｄ 仕切り部
２１ 第１室
２２ 第２室
２６ 連通路
５２Ｔ 送信側パルストランス
５２Ｒ 受信側パルストランス
５４Ｔ 送信側コモンモードチョークコイル
５４Ｒ 受信側コモンモードチョークコイル
１００ コイル部品

Claims (10)

1. 側壁部と、前記側壁部の上方を覆う天井部とを有し、前記天井部内面に形成された仕切り部によって内部が第１室及び第２室に区画されたケースと、
   前記第１室及び前記第２室にそれぞれ収容され、前記天井部内面に接着剤で固定されたインダクタンス素子とを備え、
   前記第１室と前記第２室との境界の一部において前記天井部内面が露出し又は前記仕切り部の高さが低くなっていて前記第１室と前記第２室との連通路を成している、コイル部品。
2. 請求項１に記載のコイル部品において、前記仕切り部は、向かい合う前記側壁部の各々から前記天井部に跨って形成されている、コイル部品。
3. 請求項１又は２に記載のコイル部品において、前記仕切り部は、前記ケース長手方向の異なる位置に２つに分けて形成されている、コイル部品。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のコイル部品において、前記連通路が前記第１室と前記第２室との境界の略中央に形成されている、コイル部品。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のコイル部品において、前記仕切り部の角部が面取りされている、コイル部品。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のコイル部品において、
   前記仕切り部は前記ケース短手方向と略平行であり、
   前記インダクタンス素子は、それぞれ環状コアに巻線を施してなるパルストランス及びコモンモードチョークコイルの組であり、
   前記パルストランス及び前記コモンモードチョークコイルは、前記環状コアが前記ケース短手方向と略平行になるように前記ケース長手方向に並べて縦置きされ、前記コモンモードチョークコイルが前記パルストランスよりも前記仕切り部側に位置している、コイル部品。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のコイル部品において、前記連通路の幅ａは、前記第１室と前記第２室との境界の長さｂに対して ｂ／５≦ａ≦２ｂ／３ の範囲内である、コイル部品。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のコイル部品において、前記仕切り部は、前記天井部からの高さｈが前記側壁部の高さｇに対して ｇ／３≦ｈ≦２ｇ／３ の範囲内である、コイル部品。
9. 側壁部と、前記側壁部の上方を覆う天井部とを有し、前記天井部内面に形成された仕切り部によって内部が第１室及び第２室に区画されたコイル部品ケースであり、
   前記第１室と前記第２室との境界の一部において前記天井部が露出し又は前記仕切り部の高さが低くなっていて前記第１室と前記第２室との連通路を成している、コイル部品ケース。
10. 側壁部と、前記側壁部の上方を覆う天井部とを有し、前記天井部内面に形成された仕切り部によって内部が第１室及び第２室に区画され、前記第１室と前記第２室との境界の一部において前記天井部が露出し又は前記仕切り部の高さが低くなっていて前記第１室と前記第２室との連通路を成しているケースを用い、
    前記第１室及び前記第２室の各々にインダクタンス素子を収容する工程と、
    収容した前記インダクタンス素子を接着剤で前記天井部内面に固定する工程とを含む、コイル部品の製造方法。

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