JP2009158777A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 継線箇所の強度が高められたコイル部品の提供。
【解決手段】 コア４と、コア４に配置される導線６と、導線６が継線され装着部５Ａと保持部５Ｂとを有する端子金具５と、導線６の端部と端子金具５の一部とが溶融して構成され、導線６と端子金具５とを電気的・機械的に接続する溶接玉７とを備えたコイル部品において、端子金具６と溶接玉７とは、溶融による溶接によって溶接玉７と保持部５Ｂとの間の第一接続領域において電気的、機械的に接続され、溶融玉７と装着部５Ａとの間の第二接続領域において接着により少なくとも機械的に接続されている。
【選択図】図８

Description

本発明はコイル部品に関する。

コイル部品は、コアと、コアに巻回される巻線と、コアに装着されて巻線が継線されると共に基板への実装箇所になる端子金具とを備えており、巻線の端子金具への継線には、半田付けが用いられていた。巻線を半田付けする際には、予め巻線の半田付けがされる箇所の被覆を剥離して確実に半田付けを行う為に半田めっき等の予備半田処理が必要となる為、工数増加の原因となっていた。

この余分な工程を省く為、特許文献１に示されるように、溶接により溶融玉を形成して巻線と端子金具とを電気的・機械的に一体化したコイル部品が開示されている。
特開２００５−１５８８２５号公報

溶接により巻線を継線する為、端子金具は、コアに装着される固定部と、巻線が絡げられると共に溶接箇所になる延出部とを備えている。溶接箇所になる延出部は固定部から延出されており、形成される溶融玉は、元々延出部が固定部から延出されている箇所でのみ固定部に接続されていた。溶融玉は端子金具から突出する為、前述の接続箇所のみでは、溶接玉が他の部品等と当接した場合に脱落したり破損するおそれがあった。よって本発明は、より頑丈な溶接玉を備えて継線箇所の強度が高められたコイル部品を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、コアと、コアに配置される導線と、導線が継線される端子金具と、導線の端部と端子金具の一部とが溶融して構成され、導線と端子金具とを電気的・機械的に接続する溶接玉とを備えたコイル部品を提供する。このコイル部品において、端子金具と溶接玉とは、溶融による溶接によって第一接続領域において電気的、機械的に接続され、第一接続領域以外の第二接続領域において接着により少なくとも機械的に接続されている。

このような構成によると、端子金具上での溶融玉の機械的な接続箇所を少なくとも二箇所構成することができる。よって端子金具に溶融玉を強固に接合することができる。尚、第二接続領域における接着は、広義の接着を意味し、溶接、ロウ付け、半田付け、無機・有機系の接着剤等による接合を意味している。

また上記構成において、端子金具にはメッキ層が形成されており、第二接続領域はメッキ層が溶融・固着して形成されていることが好ましい。

このような構成によると、接着時に新たなバインダを充填する必要が無く、作業の短縮を図ることができる。

また端子金具上の導線の一部は接着により端子金具に固定されていることが好ましい。このような構成によると、導線をより確実に端子金具に保持することができる。

また端子金具はコアに装着され、端子金具の第二接続領域が形成されている部分とコアとの間には隙間が形成されていることが好ましい。

このような構成によると、端子金具が受ける熱をコアに逃がすことができる。よって溶融玉の溶融時に受ける熱で溶融玉近傍位置が溶融することが抑制される。また上述のように隙間が形成されていることにより、端子金具の溶融玉近傍位置が過度に冷却されることが抑制される。よって接着を熱可塑性の接着剤で行う際に好適に加熱することができる。

また端子金具は、端子金具上の導線の一部を保持する保持部を備え、第一接続領域は保持部に及んでいることが好ましい。

このような構成によると、第一接続領域を大きく採ることができ、第一接続領域による保持部と溶融玉との接続をより強固にすることができる。

本発明のコイル部品によれば、継線箇所の強度が高められる。

以下、本発明の実施の形態に係るコイル部品及びコイル部品の継線方法を図１から図８に基づき説明する。図１に示されるコイル部品１は、コア２と、端子金具５と、巻線６とから主に構成されている。

コア２は、ドラムコア３と外周コア４とから構成されている。ドラムコア３は、両端に略円盤状の鍔部３Ａが配置され、両端の鍔部３Ａの間を巻線６が巻回される図示せぬ巻芯部で連結して構成されている。外周コア４は、外形が八角形の略環状に構成され、その八角形の中央部分にドラムコア３を挿入可能な孔４ａが形成されている。また外周コア４の孔４ａの貫通方向における一端面（上側端面）には、孔４ａ内面から外周コア４の外周面まで連続する溝状の凹部４ｂが形成されている。凹部４ｂは、一端面上において、孔４ａの中心軸を中心とする直径方向の一方側と他方側との二箇所にそれぞれ形成されている。図示せぬ巻芯部の軸方向を挿入方向としてドラムコア３が孔４ａ内に挿入されるように、外周コア４がドラムコア３の外周に配置されコア２が構成される。

端子金具５は、図８に示されるようにリン青銅（融点約１０００℃）にニッケルメッキ（融点約１４５０℃）がされた基材５１にスズメッキ５２（融点約２３０℃）がされており、図１に示されるように外周コア４の一方側の凹部４ｂ位置と他方側の凹部４ｂ位置とに装着されており、図２（ａ）（ｂ）に示されるように側壁部と側壁部から延びる二本の腕部とを備えて略コの字形状を成す装着部５Ａと、装着部５Ａの一腕部から延出される保持部５Ｂと、保持部５Ｂから延出される溶融片５Ｃとから構成されている。

装着部５Ａは、保持部５Ｂが設けられた一腕部が凹部４ｂ内に位置すると共に略コの字形状内部に外周コア４の凹部４ｂを構成する部分が挿入されるように、外周コア４に装着される。装着部５Ａにおいて、保持部５Ｂが設けられている一腕部は、図８に示されるように、僅かにコの字形状の内方へ向けて折り曲げられている。よって外周コア４に装着された状態で、装着部５Ａの一腕部の基端部分と外周コア４との間に空隙が形成される。

保持部５Ｂは、外周コア４に端子金具５が装着された状態で前述の直径方向と略平行に延びる装着部５Ａの一腕部の側縁から前述の直径方向と直交する方向に延出されて構成されている。

溶融片５Ｃは、外周コア４に端子金具５が装着された状態で、保持部５Ｂから前述の直径方向と平行かつ外周コア４の外周側に向けて延出され、図２（ｂ）に示されるように溶融片５Ｃ先端が、装着部５Ａの側壁部より突出するように構成されている。

また溶融片５Ｃは、その体積が保持部５Ｂに比べて小さく、かつ細長く構成されている為、熱容量が保持部５Ｂに比べて小さなっている。この溶融片５Ｃと巻線６の端部とが溶融して溶接玉７(図１)を形成する。

巻線６は、絶縁性の被覆を備えた導線から構成され、ドラムコア３の図示せぬ巻芯部に巻回されると共に、図３に示されるように、両端がそれぞれの端子金具５、５位置まで引き出されている。

上記構成のコイル部品１において、巻線６を端子金具５に継線する方法について、以下説明する。先ず、被覆された導線である巻線６を準備し（巻線準備工程）、上述のドラムコア３と外周コア４とを準備し（コア準備工程）、上述の端子金具５を準備し（端子金具準備工程）、外周コア４に端子金具５を装着し（装着工程）、巻線６をドラムコア３の図示せぬ巻芯部に巻回して巻線６の両端を図示せぬ巻芯部から引き出しておく。

巻線６を巻回されて両端が引き出されたドラムコア３を端子金具５が装着された外周コア４の孔４ａに挿入し、図３に示されるように、巻線６の端部を図示せぬ巻芯部から引き出して端子金具５，５に沿わせる（配置工程）。この配置工程において、巻線６は、その端部の最先端部が溶融片５Ｃの先端から突出するように配置され、保持部５Ｂが基端部分で折り曲げられて、保持部５Ｂと装着部５Ａとで巻線６が保持される。この時に巻線６の先端部と溶融片５Ｃとが略当接して重ね合わされる。

巻線６の端部が端子金具５に保持された状態で、図４に示されるように、巻線６の他端側にグランド電極９を採って接地し（アース工程）、巻線６の一端側にアーク溶接機８を近づけてアーク放電を行い、巻線６一端の最先端部にアークを着弾させる（放電工程）。巻線６は保持部５Ｂにより保持されている為、アークの着弾時の衝撃によるブレが生じ難く、確実に巻線６の最先端部に着弾することができる。この放電工程においては、先ず、巻線６の導線は溶融しないが発生する熱及び衝撃により被覆が飛散するように、アーク溶接機９のアーク放電に係る供給電力量を調整して放電を行う（プレ放電工程）。プレ放電工程により被覆を剥離した状態で、図５に示されるように巻線６の銅線部分が溶融する電力量のアーク放電を行う（本放電工程）。プレ放電工程と本放電工程との二度の放電を行うことにより、巻線６を溶融するときに被覆が溶融部分に巻き込まれることが抑制される。よって溶融時に多量の被覆が一度に急激に燃焼することにより発生する炭化物によるスラッジの形成や、ガスの発生を抑制することができ、良好な溶融部分を形成することができる。

溶融片５Ｃは、巻線６と重ね合わせられ、かつ保持部５Ｂ及び装着部５Ａから突出した構成を採っている為、巻線６と同様にアークが好適に着弾し、図６に示されるように溶融片５Ｃも溶融して巻線６の溶融箇所を巻き込み、好適に溶接を行うことができる。また溶融片５Ｃが設けられている保持部５Ｂは溶融片５Ｃに比べて熱容量が大きい為、溶融片５Ｃ及び巻線６の溶融が進んだ場合でも、保持部５Ｂは溶融しにくく、保持部５Ｂが過度に溶融することは抑制される。従って溶融片５は溶融するが保持部５Ｂは溶融しない条件にアーク溶接機９の電力量（熱量）を調整することにより、確実に保持部５Ｂを残すことができる。

溶接箇所近傍となる装着部５Ａの一腕部と側壁部とも加熱されて溶融するおそれがあるが、図８に示されるように側壁部が外周コア４と当接している為、この側壁部と外周コア４との当接位置から熱が外周コア４に拡散される。よって装着部５Ａに溶接時の熱が蓄熱されることが抑制され、装着部５Ａが溶融することが抑制されている。また装着部５Ａの一腕部と外周コア４との間には隙間が形成されているため、装着部５Ａの一腕部は、ある程度の高熱（スズメッキ５２が溶融する程度：２３０度以上）になり、スズメッキ５２が溶融する。溶融が図７に示されるように、保持部５Ｂ位置まで進んで溶接玉７が形成された状態で、一方側の端子金具５と巻線６との溶接による継線を終了する。なお、図１に示されるように溶接玉７は装着部５Ａの一腕部上に形成されているが、装着部５Ａの一腕部は外周コア４の凹部４ｂ内に位置している為、溶接玉７が外周コア４の上面から過度に突出することが抑制される。

溶接による継線が終了した状態で、溶接玉７は、図８に示されるように、保持部５Ｂに食い込むように接続されると共に巻線６に接続されている。保持部５Ｂに食い込むように接続されることにより、接続箇所（第一接続領域）を大きく採ることができ、保持部５Ｂと溶接玉７との接続をより強固にすることが可能になる。装着部５Ａの一腕部においては、スズメッキ５２が溶接玉７形成時の熱で溶融し、その後固着することによって溶接玉７と装着部５Ａの一腕部位置とを接続している（第二接続領域）。スズメッキ５２は端子金具５を製造する際に鍍金されて構成される為、溶接玉７と装着部５Ａとを接着する為のバインダを用意する必要が無くなり、作業の短縮化を図ることができる。尚、スズメッキ５２については、端子金具５の両面（外周コア４に接する面と、図示せぬ基板への実装面及び巻線６の端部が配置される面と、の二面）に必ずしも形成されている必要はなく、端子金具５の図示せぬ基板への実装面及び巻線６の端部が配置される面のみに形成されていてもよい。

また溶接玉７は保持部５Ｂと装着部５Ａとの二箇所で支持されることになり、溶接玉７が端子金具５に強固に固定されて好適に保持される。よって他の部品等に溶接玉７が当接したとしても、溶接玉７が端子金具５から脱落することが抑制され、好適に継線箇所を保持することができる。またこの溶融したスズメッキ５２により、巻線６の溶接されていない部分と保持部５Ｂ及び装着部５Ａとを接続する。よって保持部５Ｂにおいてより強固に巻線６を保持することが可能になる。

他方側の端子金具５と巻線６においても、一方側の端子金具５と巻線６との溶接と同様にアーク溶接により継線を行うことにより、図１に示されるコイル部品１が完成する。なお他方側の端子金具５における継線では、既に一方側の端子金具５と巻線６とが電気的に接続されている為、一方側の端子金具５にグランド電極８を接続してアースを採ればよい。

本実施の形態では、スズメッキ５２をバインダとして第二接着領域で端子金具５と溶接玉７とを接着したが、接着手段としてはこれに限らず、熱可塑性の樹脂や、一般の接着剤、または溶接などを用いて端子金具５と溶接玉７とを接着してもよい。また溶融片５Ｃにおいては、第一の変形例として図９に示されるように、その先端を先細り形状にしても良い。このような構成によるとアークが着弾しやすくなる。また第二の変形例として図１０に示されるように、溶融片５Ｃの先端部分から保持部５Ｂ（基端部分）に向けてその幅が徐々に拡大する様に構成しても良い。このような構成によると、溶融片５Ｃの基端部分を溶融し難くすることができ、溶融片５Ｃの基端側に位置する保持部５Ｂが過度に溶融することを抑制できる。

また図３においては、溶融片５Ｃと巻線６とが接するように重ね合わせたが、必ずしも接している必要はなく、溶融片５Ｃが巻線６の端部近傍に位置していてもよい。この場合、図５に示されるように、巻線６の端部が溶融して膨らむことにより、巻線６の近傍に位置している溶融片５Ｃと巻線６とが接触して導通し、溶融片５Ｃにもアークが着弾することができる。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば変形例として、図１１に示されるように、巻芯部１０３と巻芯部１０３の両端に設けられた鍔部１０４とから構成されるコア１０２において、実施の形態の端子金具５と同様に、装着部１０５Ａと保持部１０５Ｂと溶融片１０５Ｃとを備えた端子金具１０５を鍔部１０４に装着する。そして端子金具１０５上に巻線１０６を配線し、巻線１０６の端部と溶融片１０５Ｃとを実施の形態と同様に溶接することにより、図１２に示されるように実施の形態の溶接玉７と同様の溶接玉１０７を形成することができる。

本発明の実施の形態に係るコイル部品の完成状態での斜視図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の端子金具における（ａ）正面図、（ｂ）側面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の継線前状態での斜視図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の継線にかかる工程であって巻線にアークが着弾した状態の平面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の継線にかかる工程であって巻線が溶融した状態の平面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の継線にかかる工程であって溶融片が溶融した状態の平面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の継線にかかる工程であって一方の端子金具での継線が終了した状態の平面図。 図７のVII-VII線に沿った断面の概略図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の溶融片の第一の変形例に係る部分平面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の溶融片の第二の変形例に係る部分平面図。 本発明の実施の形態の変形例に係るコイル部品の平面図。 本発明の実施の形態の変形例に係るコイル部品の端子金具が装着された鍔部の部分斜視図。

符号の説明

１・・コイル部品 ２・・コア ３・・ドラムコア ３Ａ・・鍔部 ４・・外周コア
４ａ・・孔 ４ｂ・・凹部 ５・・端子金具 ５Ａ・・装着部 ５Ｂ・・保持部
５Ｃ・・溶融片 ６・・巻線 ７・・溶接玉 ８・・アーク溶接機 ９・・グランド電極
５１・・基材 ５２・・スズメッキ

Claims (5)

1. コアと、
   該コアに配置される導線と、
   該導線が継線される端子金具と、
   該導線の端部と該端子金具の一部とが溶融して構成され、該導線と該端子金具とを電気的・機械的に接続する溶接玉とを備え、
   該端子金具と該溶接玉とは、該溶融による溶接によって第一接続領域において電気的、機械的に接続され、該第一接続領域以外の第二接続領域において接着により少なくとも機械的に接続されていることを特徴とするコイル部品。
2. 該端子金具にはメッキ層が形成されており、
   該第二接続領域は該メッキ層が溶融・固着して形成されていることを特徴とする請求項に記載のコイル部品。
3. 該端子金具上の該導線の一部は接着により該端子金具に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のコイル部品。
4. 該端子金具は該コアに装着され、該端子金具の該第二接続領域が形成されている部分と該コアとの間には隙間が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一に記載のコイル部品。
5. 該端子金具は、該端子金具上の該導線の一部を保持する保持部を備え、該第一接続領域は該保持部に及んでいることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一に記載のコイル部品。

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