JP2009290093A - コイル部品及びコイル部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱圧着時において被覆導線の過度の被覆剥離を抑制したコイル部品及びコイル部品の製造方法の提供。
【解決手段】コア２の巻芯部２Ａに巻回された導線３と、コア２の下鍔部２Ｃに設けられた端子金具４とを有し、導線３は、巻芯部２Ａに巻回される巻回部３１と、端子金具４に熱圧着により継線される継線部３２Ａ、３２Ｂと、巻回部３１より延出されて巻回部３１と継線部３２Ａ、３２Ｂとの間に規定されて下鍔部２Ｃの一部と当接する当接部３３Ａ、３３Ｂと、を備えたコイル部品１において、金属箔を介してヒータチップで導線３を熱圧着すると共に熱圧着時の熱を当接部３３Ａ、３３Ｂから下鍔部２Ｃに伝熱させ、導線３被覆の過度の剥離を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明はコイル部品及びコイル部品の製造方法に関し、特に熱圧着により継線されるコイル部品及びコイル部品の製造方法に関する。

従来から、コアに巻回される導線（コイル）がコアに設けられた電極に継線されたコイル部品が公知となっている。このコイル部品としては特許文献１に示されるように、ヒータチップ等の熱圧着により電極に導線が継線されている。
特開２００４−２２１５３３号公報

電極がスズメッキ等により形成されている場合には、過度の加熱を行わずとも導線を電極に継線することができるため、ヒータチップからの伝熱による導線の過度の被覆剥離については考慮されていなかった。しかし例えば導線と電極を形成する金属端子の地金とを熱圧着により直接継線する場合には、高温になることが想定され、この場合に導線の伝熱による被覆剥離が進みすぎ、コアに巻回される部分まで剥離箇所が形成されるおそれがあった。この場合には導線がショートするおそれがあった。

よって本発明は、熱圧着時において被覆導線の過度の被覆剥離を抑制したコイル部品及びコイル部品の製造方法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、本発明は巻芯部と鍔部とを有するコアと、巻芯部に巻回され芯線と芯線を覆う絶縁被覆とを有する被覆導線と、鍔部に設けられ被覆導線が継線される継線面が形成された電極とを有し、被覆導線は、巻芯部に巻回される巻回部と、電極に熱圧着により継線される継線部と、巻回部より延出されて巻回部と継線部との間に規定されて鍔部の一部と当接する当接部と、を備え、該絶縁被覆が該継線部から該当接部まで剥離したコイル部品を提供する。

この様な構成によると、当接部から鍔部に熱を伝えることができるため、継線時に熱圧着により被覆導線に伝熱された熱を鍔部に逃がすことができる。よって巻回部への過度の伝熱を抑制することができ、当接部から巻回部までの絶縁被覆の剥離を抑制することができる。そのため被覆導線において絶縁被覆が剥離している箇所が継線部から当接部までとなる。

また芯線と電極とは銅素材から構成されていることが好ましい。この様な構成によると、良導電性を確保すると共に、電極にメッキをせずとも被覆導線と電極とを熱圧着することができる。

また鍔部は、巻芯部と接続される内面と、コアの端部である端面とを有し、継線面は、内面と端面との間に位置していることが好ましい。

この様な構成によると、少なくとも鍔部内面の外周部分に被覆導線の当接部が確実に当接するため、確実に被覆導線の熱を鍔部に逃がすことができる。

また電極は端子金具から構成され、継線面では端子金具の地金が露出していることが好ましい。この様な構成によると、メッキ等をする必要が無く、導線と金属端子の地金とを直接熱圧着することができる。

また鍔部は円板状に構成されて巻芯部は円板状の略中心に接続され、被覆導線は円板状の中心を通り直径方向に延びる線と交差する方向に巻回部から延出されていることが好ましい。

この様な構成によると、導線の当接部と鍔部との接触面積を大きく採ることができる。よってより好適に鍔部に伝熱することができる。

また上記課題を解決するために本発明は、鍔部と鍔部に接続される巻芯部とを備えるコアと、巻芯部に巻回される被覆導線と、鍔部に設けられた電極と、を有するコイル部品を製造する製造方法であって、コアとコアに巻回された被覆導線とコアに設けられた電極を準備する準備工程と、巻芯部に巻回された被覆導線を引き出して電極へと配置する配置工程と、配置工程と同時若しくは配置工程後に、巻芯部と電極との間の被覆導線を良熱伝導体に当接させる当接工程と、当接工程後に電極に配置された被覆導線を熱圧着により電極に継線すると共に熱圧着により被覆導線に加えられた熱量を良熱伝導体への当接箇所から良熱伝導体に伝熱させる継線工程と、を備えたコイル部品の製造方法を提供する。

この様な方法によると、継線時に発生する熱が被覆導線の良熱伝導体との当接箇所から良熱伝導体へと伝熱される。よって巻芯部に巻回された被覆導線に継線時の熱が伝熱されることが抑制され、巻芯部に巻回された被覆導線に被覆剥離が発生することが抑制される。

また継線工程はヒータチップを電極上の被覆導線に圧接して実施されると共に、被覆導線とヒータチップとの間に高抵抗金属箔を配置する金属箔配置工程の後に実施されることが好ましい。

この様な方法によると、高抵抗金属箔により更に発熱するため、熱圧着箇所がより高温になる。よって好適に熱圧着を行うことができる。

また当接工程において、鍔部を良熱伝導体として使用することが好ましい。この様な方法によると、別の部材を使用する必要が無く、元々の構成素材であるコアを利用することができる。

また準備工程は電極を継線面が形成された端子金具から構成する電極形成工程を備えると共に、準備工程において、鍔部に巻芯部と接続される内面と、コアの端部となる端面とを形成し、電極形成工程において内面と端面との間に継線面を配置することが好ましい。

この様な方法によると、少なくともコア内面の外周部分に被覆導線が確実に当接するため、確実に被覆導線の熱を鍔部に逃がすことができる。

本発明のコイル部品及びコイル部品の製造方法によれば、熱圧着時において被覆導線の過度の被覆剥離を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態によるコイル部品について図１から図６に基づき説明する。コイル部品１は、４ｍｍ四方程度の大きさであり、プリント配線基盤等にリフローハンダ付け等で面実装され、各種電子機器においてチョークコイルとして用いられる部品である。

図１に示されるコイル部品１は、ドラムコア２と、導線３と、電極である端子金具４とから構成されている。ドラムコア２は、例えばＮｉ−Ｚｎ系の良熱伝導性を備えた磁性材料を基材として、図２に示されるように、巻芯部２Ａと、上鍔部２Ｂ、下鍔部２Ｃとから構成されている。巻芯部２Ａは略柱状に構成され、導線３が巻回されている。上鍔部２Ｂ、下鍔部２Ｃはそれぞれ同形かつ略円板状で対を成しており、巻芯部２Ａの軸方向両端に一体に設けられている。巻芯部２Ａと、上鍔部２Ｂ及び下鍔部２Ｃとは同軸的に配置されている。

導線３は芯線である銅線３Ａに絶縁被覆であるウレタン被膜３Ｂが施された被覆導線であり、巻芯部２Ａに巻回されて巻回部３１が形成され、巻回部３１から延出される一端及び他端で端子金具４（図１）に継線されている。尚、導線３において、後述の第一端子５に拡散接合により継線される一端側を継線部３２Ａ、第二端子６に拡散接合により継線される他端側を継線部３２Ｂと定義し、巻回部３１と継線部３２Ａとの間であって鍔部２Ｃの最外周部分の角部と当接する箇所を当接部３３Ａ、巻回部３１と継線部３２Ｂとの間であって鍔部２Ｃの最外周部分の角部と当接する箇所を当接部３３Ｂと定義する。当接部３３Ａから係線部３２Ａまで、及び当接部３３Ｂから係線部３２Ｂまではそれぞれ銅線３Ａが剥き出しになっている。

端子金具４は、リン青銅やタフピッチ銅等の銅製であり、第一端子５と第二端子６とから構成されている。第一端子５と第二端子６とは、並列して配置され、その並列方向と直交する面において対称に構成されている。よって代表として第一端子５について説明する。

第一端子５は第一実装部５１と第一継線部５２とから主に構成されている。第一実装部５１は略長方形の板材より構成されており、その一面側（紙面において上側）がドラムコア２の下鍔部２Ｃとの接合箇所となり、他面側（紙面において下側）が図示せぬ回路基板との実装箇所になっている。この第一実装部５１の長手方向の一端部に第一継線部５２が設けられている。

第一継線部５２は、導線３が未だ継線されていない状態で、第一実装部５１の平面と平行となるように第一実装部５１との間に屈曲箇所を経て第一実装部５１の一面側に持ち上げられて設けられており、その持ち上げられて上面となる面に継線部３２Ａを担持する第一継線面５２Ａが規定されている。第一継線面５２Ａにおいては、銅地金が露出しており、この露出部分に継線部３２Ａが熱圧着により継線されている。

また第一継線部５２においては、図２に示されるように、第一継線面５２Ａが、下鍔部２Ｃの巻芯部２Ａと接続される内面と、コア２の端部となる端面との間に位置するように構成されている。

第二端子６も第一端子５と同様に第二実装部６１と、第二継線部６２と、第二継線面６２Ａとを備えており、第二継線面６２Ａは、下鍔部２Ｃの巻芯部２Ａと接続される内面と、コア２の端部となる端面との間に位置するように構成されている。

尚、導線３において、巻回部３１から第一継線部５２と第二継線部６２とのそれぞれに延出される端部は、それぞれ図３に示されるように、下鍔部２Ｃの直径方向に延びる仮想軸Ｓ１、Ｓ２と交差するように延出されている。これにより、当接部３３Ａ、３３Ｂと当接する鍔部２Ｃの周長部分Ｌ１を導線３の直径Ｌ２より大きくすることができる。

上記構成のコイル部品１の製造方法について以下説明する。先ず銅の板材を切断し折り曲げて第一端子５と第二端子６とを含んだ端子金具４を構成し（電極形成工程）、端子金具４をコア２に装着するのと前後して、巻芯部２Ａに導線３を複数回巻き付け、巻回部３１を構成する（準備工程）。

次に図４に示されるように、巻回部３１から導線３の端部を引き出し、その先端を第一端子５の第一継線面５２Ａ上に配置する（配置工程）。第一継線面５２Ａは、上述のように下鍔部２Ｃの内面と端面との間にあるため、下鍔部２Ｃの内面と上鍔部２Ｂの内面との間に位置する巻回部３１から第一継線面５２Ａへと延出される導線３は、下鍔部２Ｃの該周辺部分となる角部に当接部３３Ａで当接する（当接工程）。

次に、図６に示されるようにヒータチップＨを第一継線面５２Ａ上の導線３に押し当てて第一継線面５２Ａに導線３を継線して継線部３２Ａを形成する（継線工程）。この際、図５に示されるようにヒータチップＨと導線３との間にモリブデン等の高電気抵抗値を示す金属箔Ｆを挟み込み（金属箔配置工程）、図６に示されるように金属箔Ｆを介して導線３を圧接する。金属箔Ｆを挟み込むことにより、第一継線面５２Ａ上の導線３部分の金属箔Ｆの温度をヒータチップＨで直接圧接するより高温（少なくとも８００℃以上、若しくは銅の融点である約１０００℃以上）にすることができ、導線３のウレタン被膜３Ｂを溶融して剥離させると共に銅線３Ａと第一継線面５２Ａとを溶融・接続して継線部３２Ａを形成することができる。この時に銅線３Ａと第一継線面５２Ａ（第一端子５）とは共に銅素材であるため、容易に溶融・接続し、拡散接合することができる。

継線工程において、金属箔Ｆを用いることにより第一継線面５２Ａ上の導線３の温度がヒータチップＨ単独で圧接するより高温になっているため、ウレタン被膜３Ｂを確実に剥離できる一方、継線部３２Ａから巻回部３１に向かってウレタン被膜３Ｂの剥離が過度に進むことが想定される。しかし導線３は、当接部３３Ａにより下鍔部２Ｃの該周辺部分となる角部に当接しており、下鍔部２Ｃを含むコア２は良熱伝導体であるため、継線部３２Ａから伝わる熱は下鍔部２Ｃを伝わってコア２に吸収され、ウレタン被膜３Ｂの剥離の進行は、当接部３３Ａ付近で停止し、ウレタン被膜３Ｂの剥離が巻回部３１まで進むことを抑制している。また当接部３３Ａは、下鍔部２Ｃとの当接部分を導線３の直径Ｌ２より長い周長Ｌ１で採っているため、当接部３３Ａと下鍔部２Ｃとの接触面積をより多く採ることができ、より好適に当接部３３Ａからコア２へと伝熱することができる。

第二継線面６２Ａにおいても第一継線面５２Ａと同様に当接部３３Ｂを下鍔部２Ｃに当接させた状態で導線３を継線し、コイル部品１が完成する。

本発明のコイル部品及びコイル部品の製造方法については上述の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改良や変形が可能である。たとえば、コアとしてフェライト系のコアを用いたがこれに限らず良熱伝導性を備えればセラミック等の他の素材を用いてもよい。またコアを当接部からの熱伝導体として用いたが、これに限らずコア以外の良熱伝導体を当接部に当接し、良熱伝導体に継線時の熱を伝熱する構成を採ってもよい。

本発明の実施の形態にかかるコイル部品の斜視図。 本発明の実施の形態にかかるコイル部品の正面図。 本発明の実施の形態にかかるコイル部品の断面図。 本発明の実施の形態にかかるコイル部品の側面図（配置工程）。 本発明の実施の形態にかかるコイル部品の側面図（金属箔配置工程）。 本発明の実施の形態にかかるコイル部品の側面図（継線工程）。

符号の説明

１・・コイル部品 ２・・ドラムコア ２Ａ・・巻芯部 ２Ｂ・・上鍔部
２Ｃ・・下鍔部 ３・・導線 ３Ａ・・銅線 ３Ｂ・・ウレタン被膜 ４・・端子金具
５・・第一端子 ６・・第二端子 ３１・・巻回部 ３２Ａ・・継線部
３２Ｂ・・継線部 ３３Ａ・・当接部 ３３Ｂ・・当接部 ５１・・第一実装部
５２・・第一継線部 ５２Ａ・・第一継線面 ６１・・第二実装部 ６２・・第二継線部
６２Ａ・・第二継線面

Claims (9)

1. 巻芯部と鍔部とを有するコアと
   該巻芯部に巻回され芯線と該芯線を覆う絶縁被覆とを有する被覆導線と、
   該鍔部に設けられ該被覆導線が継線される継線面が形成された電極とを有し、
   該被覆導線は、該巻芯部に巻回される巻回部と、該電極に熱圧着により継線される継線部と、該巻回部より延出されて該巻回部と該継線部との間に規定されて該鍔部の一部と当接する当接部と、を備え、該絶縁被覆が該継線部から該当接部まで剥離していることを特徴とするコイル部品。
2. 該芯線と該電極とは銅素材から構成され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. 該鍔部は、該巻芯部と接続される内面と、該コアの端部である端面とを有し、
   該継線面は、該内面と該端面との間に位置し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. 該電極は端子金具から構成され、該継線面では該端子金具の地金が露出し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. 該鍔部は円板状に構成されて該巻芯部は該円板状の略中心に接続され、
   該被覆導線は、該円板状の中心を通り直径方向に延びる線と交差する方向に該巻回部から延出されて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。
6. 鍔部と該鍔部に接続される巻芯部とを備えるコアと、該巻芯部に巻回される被覆導線と、該鍔部に設けられた電極と、を有するコイル部品を製造する製造方法であって、
   該コアと該コアに巻回された該被覆導線と該コアに設けられた電極を準備する準備工程と、
   該巻芯部に巻回された該被覆導線を引き出して該電極へと配置する配置工程と、
   該配置工程と同時若しくは該配置工程と前後して、該巻芯部と該電極との間の該被覆導線を良熱伝導体に当接させる当接工程と、
   該当接工程後に該電極に配置された該被覆導線を熱圧着により該電極に継線すると共に該熱圧着により該被覆導線に加えられた熱量を該良熱伝導体への当接箇所から該良熱伝導体に伝熱させる継線工程と、を備えることを特徴とするコイル部品の製造方法。
7. 該継線工程はヒータチップを該電極上の該被覆導線に圧接して実施されると共に、該被覆導線と該ヒータチップとの間に高抵抗金属箔を配置する金属箔配置工程の後に実施されることを特徴とする請求項６に記載のコイル部品の製造方法。
8. 該当接工程において、該鍔部を該良熱伝導体として使用することを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載のコイル部品の製造方法。
9. 該準備工程は該電極を継線面が形成された端子金具から構成する電極形成工程を備えると共に、該準備工程において、該鍔部に該巻芯部と接続される内面と、該コアの端部となる端面とを形成し、
   該電極形成工程において該内面と該端面との間に該継線面を配置することを特徴とする請求項８に記載のコイル部品の製造方法。

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