JP2010062408A - コイル部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、特性バラツキの少ないコイル部品を提供すること。
【解決手段】金属平板に金属平面状に配置した複数のリング部１６と、リング部１６の端部に形成し複数のリング部１６を連接したリング連接部１７と、リング部１６と連接されていないリング部１６の端部に接続した端子部１３とを、複数のリング部１６が上下に重なり合うようにリング連接部１７で折曲して形成しており、互いに隣接するリング部１６の間に磁性を有する絶縁シート１８を挟んだものであり、このようにすることにより、小型で、特性バラツキの少ないコイル部品を得ることを可能とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、特にパワーチョークコイルとして各種電子機器等に用いられるコイル部品およびその製造方法に関するものである。

近年コンピュータ等の電源回路に用いるパワーチョークコイルとしては、電源回路の動作周波数領域が３００ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度の高周波領域で１μＨ程度のインダクタンス値、数ｍΩ程度の直流抵抗値を確保しつつ、１０数Ａ程度の大電流に対応したものが求められている。さらに小型で、特性バラツキの少ないものへの要望が強くなってきている。

以下従来のコイル部品について図面を参照しながら説明する。

図６は従来のコイル部品の斜視図、図７は図６のＡ−Ａ線断面図、図８は同コイル部品の複数のリング部を平面状に配置したコイル部の平面図、図９は同コイル部品の複数のリング部を上下に重ねたコイル部の斜視図である。

図６〜図９において従来のコイル部品は、互いに連接部１で連接し平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部２を、前記連接部１で折り曲げるとともに互いに上下に重ね合わせて形成したコイル部３と、絶縁性樹脂と磁性粉末とを混合したものでコイル部３を内包するとともに加圧成形した磁性体部４と、コイル部３の両端部を磁性体部４から突出させた端子部５とを備えていた。

そして、複数のリング部２は表面に絶縁被膜６（図８においてハッチングを施した部分）を形成し、複数のリング部２を折り重ねたとき、隣接するリング部２がショートしないようにしていた。このとき絶縁被膜は液状の樹脂を塗布する、あるいは絶縁シートを金属板に貼り合せた状態でコイル形状に打ち抜くといった方法で形成されていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１、２が知られている。
特開２００４−１１１４５６号公報 特開平８−３１６０７９号公報

しかしながら従来の構成では、液状の樹脂を塗布して絶縁被膜としたものでは、その強度が十分ではなく、複数のリング部を重ねて磁性体部を加圧成形するときに、コイル部が変形して複数のリング部同士が食い込んで絶縁被膜を傷つけショートしてしまうことがあった。あるいはそれを避けるために磁性体部を加圧成形するときの圧力を十分にあげることが出来なかった。また絶縁シートを金属板に貼り合せた状態でコイル形状に打ち抜くという方法をとった場合、その破断面は金属板がむき出しになっているため、リング部同士がショートしてしまうことがあった。

本発明は、これらの課題を解決し、リング部同士のショートを発生させることがなく、小型で、特性バラツキの少ないコイル部品を提供するものである。

上記目的を達成するために本発明は、貫通孔を有するコイル部と、コイル部に接続した端子部と、コイル部を被覆するとともに端子部を突出させた外装部とを備え、コイル部は、金属平板からなり平面状に配置した、切欠部を形成した複数のリング部と、リング部の端部に形成し複数のリング部を連接したリング連接部と、リング部と連接されていないリング部の端部に接続した端子部とを、複数のリング部が上下に重なり合うようにリング連接部で折曲して形成しており、金属平板に平面状に配置し形成した複数のリング部において、互いに隣接するリング部の間に磁性を有する絶縁シートを挟んだものである。

本発明によると、リング部同士のショートを発生させることがなく、小型で、特性バラツキの少ないコイル部品を得ることができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態におけるコイル部品について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部の平面図、図２は同コイル部品のコイル部の斜視図、図３は同コイル部品の斜視図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。

図１〜図４において、本発明の一実施の形態におけるコイル部品は、貫通孔１１を有するコイル部１２と、このコイル部１２を被覆した磁性体からなる外装部１４とを備えている。コイル部１２は、互いにリング連接部１７で連接し平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部１６を、リング連接部１７で折曲するとともに互いに上下に重ね合わせて形成しており、このコイル部１２に接続した端子部１３を外装部１４から突出させている。

平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部１６は、銅板を打ち抜いて形成したり、エッチングしたりして形成しており、それぞれのリング部１６は、その一部を切り欠いた切欠部１５を有した円弧状部からなる。

このリング部１６の円弧状部の端部にはリング部１６を互いに連接するリング連接部１７を形成するとともに、切欠部１５に向かって、リング部１６の円周方向に突出部を延設している。

ここで複数のリング部１６を、リング連接部１７で折曲するとともに互いに上下に重ね合わせているリング部１６間に所定の形状に形成された磁性を有する絶縁シート１８が挟まれている。従来のように絶縁被膜６あるいは絶縁シートでリング部２間の絶縁をとっていると、その部分で磁気的なロスが生じ、結果としてインダクタンス値が落ちてしまうため、所定のインダクタンス値を得るためには形状が大きくなってしまう。これに対し本実施の形態１では磁性を有する絶縁シート１８で絶縁をとっているため、リング部１６間でのロスが生じない。

また、従来の方法では、コイル部３を磁性体の磁性体部４で被覆するが、このとき磁性体部４の一部がリング部２間に入り、これがインダクタンス値のばらつきの原因となる。これに対し本実施の形態１では、コイル部１２を磁性体の外装部１４で被覆する前からリング部１６間に磁性体が挟まれているため、外装部１４の部材によるインダクタンス値のばらつきはほとんど発生しない。

さらに磁性を有する絶縁シート１８の形状は、リング部１６の外周および内周に対してはみ出していることが望ましい。このようにすることにより、リング部１６の切断面によるショートを防止することが出来る。もし絶縁シート１８が磁性を有していない場合は、このようにリング部１６からはみ出している場合、さらに磁気効率が落ちることになる。これに対し本実施の形態１では絶縁シート１８が磁性を有しているためリング部１６からはみ出させることが可能となる。

さらにリング部１６からはみ出している部分の絶縁シート１８に複数個のスリット１９を入れることが望ましい。このようにすることにより、コイル部１２を外装部１４で被覆する場合に、全体に材料がまわりやすくなる。

次に製造方法を図５を用いて説明する。図５は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造工程図である。

まず図５（ａ）のように、銅の平板を金型を用いて打ち抜き、貫通孔１１を有するコイル部１２を構成するためのリング部１６を形成する（リング部形成工程）。このあと必要に応じて段差加工を行なう。

次に図５（ｂ）のように、リング部１６に所定の形状に打ち抜き加工された磁性を有する絶縁シート１８を貼り合せる（貼り合わせ工程）。絶縁シート１８は一方の面に接着性を有し、この接着面でリング部１６に貼り合せる。ここで、図５（ｂ）の破線はリング部１６の外周縁および内周縁を示したものであり、この絶縁シート１８は、リング部１６の外周および内周に対してはみ出すように打ち抜かれており、さらにはみ出している部分に複数個のスリット１９が設けられている。このスリット１９は、絶縁シート１８を打ち抜く際に同時に形成することが出来るため余計な工程がかかることはない。

次に図５（ｃ）のように、複数のリング部１６を上下に重ね合わせるようにリング連接部１７で折曲することでコイルを形成する（折曲工程）。このときリング部１６が重なるところに絶縁シート１８が配置され、リング部１６からはみ出しているため、リング部１６同士がショートすることはない。但し、絶縁シート１８が磁性を有しているため、絶縁シート１８により特性が劣化することがない。

次に図５（ｄ）のように、コイル部１２を外装部１４で被覆する（外装部形成工程）。

この工程では、成形金型２０にコイル部１２と、このコイル部１２を挟み込むように金属磁性体粉末と熱硬化性樹脂および電気絶縁材料を混合したものとを入れ、上下のパンチ２１で図５（ｄ）の矢印の方向に加圧成形して外装部１４を形成した加圧成形工程と、外装部１４を熱処理して熱硬化する熱硬化工程（図示せず）とを有している。外装部１４の加圧成形を行う際に、絶縁シート１８に複数個のスリット１９が入っているため、金属磁性粉末を絶縁シート１８の周囲にも十分に回り込ませることができ、コイル部品の特性を安定させることができる。

次に図５（ｅ）のように、端子部１３を折り曲げ加工することにより、コイル部品を得る。

なお、リング部１６からはみ出している絶縁シート１８のはみ出し量は、リング部１６の板厚よりも少なくすることが、加圧成形工程において望ましい。

さらに、少なくとも端子部１３に直接つながるリング部１６には、絶縁シート１８を貼り合せることが望ましい。このようにすることにより絶縁シート１８をリング部１６のみならず、端子部１３に向かう部分まで伸ばすことができ、隣り合うリング部１６のみならず、端子部１３に近い部分とリング部１６とのショートも防ぐことができる。

本発明のコイル部品は、リング部同士のショートを発生させることがなく、小型で、特性バラツキの少ないものが得られるため、各種電子機器への使用に最適である。

本発明の一実施の形態におけるコイル部品の平面状に配置した金属平板からなる複数のリング部の平面図 同コイル部品のコイル部の斜視図 同コイル部品の斜視図 図３のＢ−Ｂ線断面図 本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造工程図 従来のコイル部品の斜視図 図６のＡ−Ａ線断面図 同コイル部品の複数のリング部を平面状に配置したコイル部の平面図 同コイル部品の複数のリング部を上下に重ねたコイル部の斜視図

符号の説明

１１ 貫通孔
１２ コイル部
１３ 端子部
１４ 外装部
１５ 切欠部
１６ リング部
１７ リング連接部
１８ 絶縁シート
１９ スリット
２０ 成形金型
２１ パンチ

Claims (5)

1. 貫通孔を有するコイル部と、前記コイル部に接続した端子部と、前記コイル部を被覆するとともに前記端子部を突出させた外装部とを備え、前記コイル部は、金属平板からなり平板状に配置した、切欠部を形成した複数のリング部と、前記リング部の端部に形成し複数の前記リング部を連接したリング連接部と、前記リング部と連接されていない前記リング部の端部に接続した端子部とを、複数の前記リング部が上下に重なり合うように前記リング連接部で折曲して形成しており、互いに隣接する前記リング部の間に磁性を有する絶縁シートを挟んだコイル部品。
2. 前記絶縁シートは、前記リング部の外周および内周に対してはみ出している請求項１記載のコイル部品。
3. 前記絶縁シートは、前記リング部からはみ出している部分に、複数個のスリットを有する請求項２記載のコイル部品。
4. 貫通孔を有するコイル部を形成するコイル部形成工程と、前記コイル部を外装部で被覆するとともに、前記コイル部に接続した端子部を前記外装部から突出させる外装部形成工程とを備え、前記コイル部形成工程では、切欠部を形成した複数のリング部と、前記リング部の端部に形成し複数の前記リング部を連接したリング連接部と、前記リング部と連接されていない前記リング部の端部に接続した端子部とを、金属平板に平面状に配置し形成するリング部形成工程と、複数の前記リング部を上下に重ね合わせるように前記リング連接部で折曲する折曲工程とを有し、前記リング部形成工程では、複数の前記リング部が重なり合う部分の少なくとも一方の前記リング部に所定の形状に形成された磁性を有する絶縁シートを貼り合せる工程を含むコイル部品の製造方法。
5. 前記複数のリング部のうち、少なくとも前記端子部に直接つながるリング部には所定の形状に形成された磁性を有する絶縁シートが貼り合わされる請求項４記載のコイル部品の製造方法。

Images