JP2011100807A - 巻線部品 - Google Patents

Abstract

【課題】内部に平角線エッジワイズ巻線材を収納したコア部材を塞ぐ際に、外部に接着剤がはみ出すことが無く、製品の組立性を向上させることができ、かつ高い組み立て寸法精度も得ることができる巻線部品を提供する。
【解決手段】端面板３とこの端面板の外周に一体に立設された筒状の側壁板４とを備え、端面板の中央部に内部に突出する中脚５が一体形成された第１のコア部材１と、この第１のコア部材の中脚に挿入されて端子となる両端部２ａを外部に延出させた平角線エッジワイズ巻線材２と、端面板３を有し、第１のコア部材１を塞ぐ第２のコア部材１とを備えてなり、かつ第１および第２のコア部材１の少なくとも一方の端面板３に、内部に光を導入可能な開口部１０が形成されるとともに、第１および第２のコア部材１が、中脚５の端面に塗布された光硬化接着剤によって接合されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、有底筒状に形成されたコア内に、平角線エッジワイズ巻線材が収納されてパワーインダクタ等に用いられる巻線部品に関するものである。

上記巻線部品の一種として、半導体等への電源供給回路やＤＣ−ＤＣコンバータなどの電源回路におけるノイズ抑制や整流用として、当該電源回路の基板に面実装あるいは穴実装によって組み込まれるパワーインダクタがある。

ここで、上記巻線部品において、コイルとして平角線をエッジワイズ巻きした線材を用いたものにあっては、高い線積率を得ることができ、よって小型であっても高いインダクタンス値と定格電流値を得ることが知られている。

そこで、例えば下記特許文献１においては、平角線をエッジワイズ巻きしたコイルと、箱状コア部材と、円板状の蓋状コア部材とを備え、上記箱状コア部材に形成した凹部に上記コイルを収納して、当該箱状コア部材の上部開口を蓋状コア部材によって塞いだ巻線部品が提案されている。

特開２０００−２６０６２３号公報

ところで、従来この種の構造を有する巻線部品は、箱状コア部材の凹部内に上記コイルを収納した後に、箱状コア部材の上端面に熱硬化型等の接着剤を塗布し、さらに加熱炉等において加熱処理し、上記接着剤を硬化させて蓋状コア部材を面接着することにより組み立てられている。

この際に、箱状コア部材と蓋状コア部材とは、上記加熱処理において、先ず両者の外周からはみ出した上記接着剤が硬化し、さらに当該接着剤の硬化が両者間へと進行することにより接合一体化されている。このため、これら箱状コア部材および蓋状コア部材間から外部にはみ出した接着剤が硬化していることによって、両者の接合一体化が確実に行われているかを確認している。

しかしながら、このように両者間の外部側面への接着剤のはみ出しは、組立治工具への密着の不具合や製品同士の密着を生じ、この結果、組立歩留まりを低下させる一因となっていた。加えて、箱状コア部材の上端面に板状の蓋状コア部材を載置して接着固定しているために、組立ズレを生じやすいという問題点もあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内部に平角線エッジワイズ巻線材を収納したコア部材を塞ぐ際に、外部に接着剤がはみ出すことが無く、よって製品の組立性を向上させることができるとともに、高い組み立て寸法精度も得ることができる巻線部品を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の巻線部品は、端面板とこの端面板の外周に一体に立設された筒状の側壁板とを備え、かつ上記端面板の中央部に内部に突出する柱状の中脚が一体形成された第１のコア部材と、この第１のコア部材の上記中脚に挿入されて端子となる両端部を外部に延出させた平角線エッジワイズ巻線材と、少なくとも端面板を有し、上記第１のコア部材を塞ぐ第２のコア部材とを備えてなり、かつ上記第１および第２のコア部材の少なくとも一方の上記端面板に、内部に光を導入可能な開口部が形成されるとともに、上記第１および第２のコア部材が、上記中脚の端面に塗布された光硬化接着剤によって接合されていることを特徴とするものである。

ここで、光硬化接着剤とは、紫外線照射により硬化する接着剤も含むものである。
さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記第１および第２のコア部材が、互いに同一の形状であることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、上記第１および第２のコア部材の上記側壁板が、４つの外側面を有し、かつ１つの外側面に、上記平角線エッジワイズ巻線材の上記端部が延出される開口が形成され、上記開口が形成された上記外側面を周方向に隣接させて配置されていることを特徴とするものである。

さらに、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、上記第１および第２のコア部材の上記開口が形成された上記外側面および他方の上記コア部材の上記開口が形成された上記外側面と連続する上記外側面には、上記開口から延出されて当該外側面側に屈曲された上記端部が嵌入する凹部が形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、上記第１および第２のコア部材の上記端面板の表面には、上記凹部に連続して当該端面板側に屈曲された上記端部が嵌入する第２の凹部が形成されていることを特徴とするものである。

請求項１〜５のいずれかに記載の発明によれば、第１のコア部材の内部に平角線エッジワイズ巻線材を収納し、中脚の端面に接着剤を塗布して第２のコア部材によって塞いだ後に、第１のコア部材および／または第２のコア部材に形成した開口部から内部に光（紫外線）を照射して上記接着剤を硬化させることにより、上記第１および第２のコア部材を接合一体化することができる。

このため、第１および第２のコア部材の外周から外に接着剤がはみ出すことが無く、よって製品の組立性を向上させることができるとともに、高い組み立て寸法精度も得ることができる。
またこの際に、従来のように熱硬化型の接着剤を用いた場合には、加熱炉等において数時間の加熱処理を行った後に冷却する必要があるために、組み立て作業に多大の時間を要するのに対して、上記光硬化接着剤は、常温において、かつ数分の光（紫外線）の照射によって確実に硬化させることができるために、短時間で極めて容易かつ簡便に組み立てを行うことができる。

さらに、請求項２に記載の発明によれば、第１および第２のコア部材として、同一の形状のものを用いているために、当該第１および第２のコア部材を１つの金型によって成形することができ、経済性に優れるとともに、製造時の部品管理が一層容易になる。
しかも、第１および第２のコア部材の一方の中脚の端面を研削することにより、容易にこれら第１および第２のコア部材の中脚間に、インダクタンス調整用のギャップを形成することができる。そして、当該ギャップを接着剤の塗布空間として利用することができる。

また、請求項３に記載の発明においては、同形状の第１および第２のコア部材を、有底角筒状に形成し、１つの外側面に平角線エッジワイズ巻線材の端部が延出される開口を形成するとともに、これら第１および第２のコア部材を、互いの開口が形成された外側面が周方向に隣り合うように配置しているために、平角線エッジワイズ巻線材の両端部を、互いに干渉しない９０°をなす方向に延出させることができる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、第１および第２のコア部材から外部に延出させた平角線エッジワイズ巻線材の端部を、実装面側に屈曲させて、上記外側面に形成した凹部に嵌入させることにより、容易に当該端部の位置決めを行うことができる。このため、容易に端子の位置精度を確保することが可能になる。

ちなみに、請求項４に記載の発明によれば、外側面側に屈曲した平角線エッジワイズ巻線材の先端部を、第１および第２のコイル部材の一方の端面板よりも突出させることにより、そのまま基板への穴実装を行うことができる。
他方、基板へ面実装するに際して、従来の巻線部品においては、平角線エッジワイズ巻線材の先端に、別途樹脂パーツや実装用端子を備えた別部品を半田接続して構成することが主流であり、このため部品点数が増加するという問題点があった。

これに対して、請求項５に記載の発明においては、第１および第２のコア部材の端面板の表面に、外側面に形成した凹部に連続する第２の凹部を形成しているために、上記平角線エッジワイズ巻線材の先端側端部を、さらに端面板側に屈曲して上記第２の凹部に嵌入させて実装端子とすることにより、別途実装用端子を備えた別部品を要することなく、そのまま当該巻線部品を基板上に面実装することができる。

本発明の一実施形態におけるフェライトコアの形状を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）〜（ｆ）は各々（ａ）のｃ〜ｆ線視した側面図である。 図１の斜視図である。 図２のフェライトコアに平角線エッジワイズ巻線材を収納した状態を示す斜視図である。 図２のフェライトコアの上部に同形状のフェライトコアを被せて接合一体化するとともに、平角線エッジワイズ巻線材の端部を穴実装用に屈曲した状態を示す斜視図である。 図４の平角線エッジワイズ巻線材の端部を面実装用に屈曲した状態を示すもので、（ａ）は上方からの斜視図、（ｂ）は下方からの斜視図である。

図１〜図５は、本発明に係る巻線部品をパワーインダクタに適用した一実施形態を示すもので、このパワーインダクタは、全く同形状の一対のフェライトコア（第１のコア部材、第２のコア部材）１と、これらフェライトコア１内に組み込まれた平角線エッジワイズ巻線材２とから構成されたものである。

図１および図２に示すように、このフェライトコア１は、ほぼ四角形状の端面板３と、この端面板３に一体成形された側壁部４および中脚５とから概略構成されたものである。ここで、側壁部４は、４つの外側面４ａ〜４ｄを有する外観四角柱状に形成されたもので、その内部には、全体として円筒形状をなす平角線エッジワイズ巻線材２を収納するための円環状の収納部６が形成されている。そして、この収納部６の中心部に、平角線エッジワイズ巻線材２の中央に挿通される中脚５が一体に形成されている。

また、側壁部４における外側面４ａと外側面４ｂとの角隅部には、面取り加工が施されることにより面取り部７が形成されている。
さらに、面取りが施されていない外側面４ｃ、４ｄには、それぞれ対角方向に対向する角隅部近傍に、上下方向に延在して端面板３に至る帯状の凹部８が形成されている。また、端面板３の表面には、凹部８に連続する第２の凹部９が形成されており、これら凹部８および第２の凹部９の深さ寸法は、平角線エッジワイズ巻線材２の端部２ａの厚さ寸法の約１／２に設定されている。

ここで、第２の凹部９は、端面板３の表面の中央部まで形成されており、その先端部には、収納部６に連通する開口部１０が穿設されている。
そして、一方の外側面４ｃの凹部８内には、収納部６に連通して平角線エッジワイズ巻線材２の一端部２ａが延出される開口１１が形成されている。

他方、平角線エッジワイズ巻線材２は、平角銅線をエッジワイズ巻きすることによって形成されたものであり、巻始め端部２ａおよび巻終わり端部２ａが、所定長さ寸法だけ互いに９０°を間に挟む方向に直線状に形成されている。

次いで、上記構成からなる一対のフェライトコア１と、これらフェライトコア１の首脳部６に組み込まれた平角線エッジワイズ巻線材２とからなる本実施形態のパワーインダクタの構成を、その組み立て方法に沿って説明する。

先ず、図２に示すように、一対のフェライトコア１の内の一方の中脚５の端面を、図示されない砥石によって削ることにより、他方のフェライトコア１の中脚５との間に、所望のインダクタンスを得るためのギャップを形成する。なお、図中符号１２は、上記砥石を直線状に走らせて中脚５を切削した際に、同時に削られることにより形成された側壁部４の端面における溝である。

次いで、図３に示すように、上記一方のフェライトコア１の収納部６に、平角線エッジワイズ巻線材２の約１／２を収納し、その一端部２ａを開口１１から外部に延出させる。そして次に、上記フェライトコア１の中脚５の端面に、光硬化接着剤を塗布した後に、図４に示すように、上記一方のフェライトコア１の上部に、互いの面取り部７を一致させて他方のフェライトコア１を被せる。

これにより、一方のフェライトコア１から露出していた平角線エッジワイズ巻線材２の約１／２が、他方のフェライトコア１の収納部６に収納されるとともに、平角線エッジワイズ巻線材２の他端部２ａが、上記他方のフェライトコア１の開口１１から外部に延出される。

そこで、フェライトコア１の端面板３の開口部１０から内部に光（紫外線）を照射する。すると、上記光硬化接着剤が硬化して、両中脚５同士が接合されることにより、一対のフェライトコア１が一体化される。
次いで、フェライトコア１の開口１１から延出されている平角線エッジワイズ巻線材２の端部２ａを外側面４ｃ側に屈曲して凹部８に嵌入させる。

以上の構成からなるパワーインダクタによれば、端面板３から下方に突出する平角線エッジワイズ巻線材２の端部２ａを、そのまま基板へ穴実装する際の接続端子として用いることができる。

また、当該パワーインダクタを、基板に面実装する場合には、図５に示すように、さらに端面板３から下方に突出する上記端部２ａを端面板３の表面側に屈曲して、第２の凹部９に嵌入させる。これにより、第２の凹部９から露出した端部２ａを、同様にそのまま基板へ面実装する際の接続端子として用いることができる。

以上のように、上記パワーインダクタによれば、一対の同形状のフェライトコア１の収納部６に平角線エッジワイズ巻線材２を収納し、フェライトコア１に形成した開口部１０から内部に光（紫外線）を照射して中脚５の端面に塗布した接着剤を硬化させることにより、これらフェライトコア１同士を接合一体化することができる。

このため、フェライトコア１の当接部から外に接着剤がはみ出すことが無く、よって製品の組立性を向上させることができるとともに、高い組み立て寸法精度も得ることができる。しかも、上記光硬化接着剤は、常温において、かつ数分の光（紫外線）の照射によって確実に硬化させることができるために、短時間で極めて容易かつ簡便に組み立てを行うことができる。

さらに、同一形状の一対のフェライトコア１によってコア部分を形成しているために、これらフェライトコア１を１つの金型によって成形することができ、経済性に優れるとともに、製造時の部品管理が一層容易になる。
しかも、一方のフェライトコア１の中脚５の端面を直線状に研削することにより、容易にこれらフェライトコア１の中脚５間に、インダクタンス調整用のギャップを形成することができる。このため、従来のように中脚５の端面のみを切削加工する場合と比較して、製造が一層容易になる。

また、フェライトコア１から外部に延出させた平角線エッジワイズ巻線材２の端部２ａを、実装面側に屈曲させて外側面４ｃ、４ｄに形成した凹部８に嵌入させることにより、容易に当該端部２ａの位置決めを行うことができる。このため、容易に端子２ａの位置精度を確保することが可能になる。

加えて、上記端部２ａを、そのまま接続端子として利用することができるために、一対のフェライトコア１と平角線エッジワイズ巻線材２のみによって当該パワーインダクタを構成することができ、よって部品点数を少なくすることができて経済性および部品管理の簡易性を図ることができる。

なお、上記実施の形態においては、本発明に係る巻線部品を、パワーインダクタに適用した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、コア部材の内部に平角線エッジワイズ巻線材を組み込んだ様々な巻線部品に適用することが可能である。

有底筒状に形成されたコア内に、平角線エッジワイズ巻線材が収納されてパワーインダクタ等に用いられる巻線部品として利用可能である。

１ フェライトコア（第１のコア部材、第２のコア部材）
２ 平角線エッジワイズ巻線材
２ａ 端部
３ 端面板
４ 側壁部
４ａ〜４ｄ 外側面
５ 中脚
６ 収納部
７ 面取り部
８ 凹部
９ 第２の凹部
１０ 開口部
１１ 開口

Claims (5)

1. 端面板とこの端面板の外周に一体に立設された筒状の側壁板とを備え、かつ上記端面板の中央部に内部に突出する柱状の中脚が一体形成された第１のコア部材と、
   この第１のコア部材の上記中脚に挿入されて端子となる両端部を外部に延出させた平角線エッジワイズ巻線材と、
   少なくとも端面板を有し、上記第１のコア部材を塞ぐ第２のコア部材とを備えてなり、
   かつ上記第１および第２のコア部材の少なくとも一方の上記端面板に、内部に光を導入可能な開口部が形成されるとともに、上記第１および第２のコア部材が、上記中脚の端面に塗布された光硬化接着剤によって接合されていることを特徴とする巻線部品。
2. 上記第１および第２のコア部材は、互いに同一の形状であることを特徴とする請求項１に記載の巻線部品。
3. 上記第１および第２のコア部材の上記側壁板は、４つの外側面を有し、かつ１つの外側面に、上記平角線エッジワイズ巻線材の上記端部が延出される開口が形成され、上記開口が形成された上記外側面を周方向に隣接させて配置されていることを特徴とする請求項２に記載の巻線部品。
4. 上記第１および第２のコア部材の上記開口が形成された上記外側面および他方の上記コア部材の上記開口が形成された上記外側面と連続する上記外側面には、上記開口から延出されて当該外側面側に屈曲された上記端部が嵌入する凹部が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の巻線部品。
5. 上記第１および第２のコア部材の上記端面板の表面には、上記凹部に連続して当該端面板側に屈曲された上記端部が嵌入する第２の凹部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の巻線部品。

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