JP2011171459A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】耐電圧性を向上させたコイル部品を提供することを目的とするものである。
【解決手段】磁心１１と、磁心１１に埋設したコイル部１２と、コイル部１２と電気的に接続した端子部１３とを備え、端子部１３は磁心１１に埋設された突出部１４と、コイル部１２の引き出し線１８の位置および形状を保持する保持部１５とからなり、端子部１３は磁心１１の対向する２つの面から突出され、突出部１４はその形状を保持部１５の端面２２に２つの突出部１４を形成したコ字形状にするとともに、突出部１４の先端部分は端子部１３が突出している磁心１１の面に平行に折曲加工されたものであり、突出部１４の先端部分は端子部１３が突出している磁心１１の面に平行に折曲加工されたものであり、この折曲加工された突出部１４ａに互いに対向しあう複数個の凸部２１を設けたものであり、これにより電界を分散させ、耐電圧性を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種電子機器に用いられるコイル部品に関するものである。

近年自動車のエンジン近傍のＤＣ／ＤＣコンバータ回路部等に用いられるコイル部品では、信頼性向上のため、図６に示すように、コイル１と端子部２を別に形成し、端子部２を磁心３から突出させて折曲加工したコイル１の引き出し線４と、この引き出し線４に重ね合わせて引き出し線４の位置および形状を保持する保持部５としていた。この保持部５は、一方の端部の形状を端面７に２つの突出部６を形成したコ字形状にするとともに、端面７と突出部６でコイル１の外縁部を囲むように、突出部６を磁心３に埋設しているので、保持部５を磁心３に容易に固定できるとともに、コイル１と保持部５との短絡を抑制しつつ保持部５が磁心３から抜けることを抑制していた。

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が知られている。

特開２００５−３１０８６６号公報

上記従来のコイル部品では、磁心の中でコイルの両端となる２つの極に接続された突出部同士が向き合っているため、コイルの両端に高い電圧がかかったときに、２つの極に接続された突出部間で絶縁破壊が生じ、磁心を破壊してしまう可能性があった。これに対し本発明は、耐振性等の信頼性を向上させながら、耐電圧性をも向上させたコイル部品を得ることを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために、粉末磁性材料と結合剤を混合して加圧成形した磁心と、導線を螺旋状に巻回して形成し、磁心に埋設したコイルと、コイルと電気的に接続した端子部とを備え、端子部は磁心に埋設された突出部と、磁心から引き出され折曲加工したコイルの引き出し線と引き出し線に重ね合わせて接続することにより引き出し線の位置および形状を保持する保持部とからなり、端子部は磁心の対向する２つの面から突出され、突出部はその形状を保持部の端面に２つの突出部を形成したコ字形状にするとともに、突出部の先端部分は端子部が突出している磁心の面に平行に折曲加工されたものであり、この折曲加工された突出部に互いに対向しあう複数個の凸部を設けたものである。

上記構成により、コイルの２つの極に接続された突出部同士は、磁心の中でお互いに平行な面で対向し、そこにそれぞれ複数個の凸部が設けられているため、高い電圧がかかったときでも電界の集中が各凸部の先端部に分散されるため、より絶縁破壊しにくくなっている。さらに突出部が磁心の中で折り曲げられ、凸部が形成されているため、磁心から抜けにくくなり、振動等への耐久性を高めることができる。

本発明の一実施の形態におけるコイル部品の分解斜視図 同コイル部品の圧粉体の斜視図 同コイル部品のコイル部と接続した端子部の斜視図 同コイル部品の完成品斜視図 本発明の一実施の形態におけるコイル部品に用いる端子部の上面図 従来のコイル部品の分解斜視図

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分解斜視図、図２は同コイル部品の圧粉体の斜視図、図３は同コイル部品のコイル部と接続した端子部の斜視図、図４は同コイル部品の完成品斜視図である。

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、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒからなる粉末磁性材料とエポキシ樹脂からなる結合剤を混合して加圧成形した断面が矩形状の磁心１１と、導線を螺旋状に巻回して形成し、この磁心１１に埋設したコイル部１２と、このコイル部１２と電気的に接続した端子部１３とを備え、端子部１３は磁心１１に埋設された突出部１４と磁心１１の外に出た保持部１５とからなっている。

突出部１４はその形状を保持部１５の端面に２つの突出部１４を形成したコ字形状にするとともに、突出部１４の先端部分は端子部１５が突出している磁心１１の面に平行に折曲加工されたものであり、この折曲加工された突出部１４ａに互いに対向しあう高さ約０．１５ｍｍの複数個の凸部２１を設けている。

ここで凸部２１は突出部１４の幅方向に平行に３個設け、それらの高さを同じにし、突出部の幅方向に垂直な方向にも２列設けている。

対向する折曲加工された突出部１４ａが互いに完全に平行になっていれば、その間の電界は折曲加工された突出部１４ａ全体に分布するが、わずかに平行な状態からずれると、お互いに最も近い部分に電界が集中し、比較的低い電圧に対しても絶縁破壊しやすくなる。これに対し、本発明の一実施の形態のように、対向する折曲加工された突出部１４ａに互いに対向しあう複数個の凸部２１を設けることにより、電界の集中を各凸部２１に分散することができ、耐電圧性を向上させることができる。

凸部２１の高さは、折り曲げのばらつき、圧粉成形時の突出部１４の変形があってもお互いに最も近づくようにする必要があり、突出部１４の厚さと同程度以上にすることが望ましい。また、折り曲げのばらつき、圧粉成形時の突出部１４の変形は、突出部１４の幅方向に平行な方向には発生しにくいため、突出部１４の幅方向に平行な方向の凸部２１の高さは同じにすることが望ましい。一方製造条件等で、対向する折曲加工された突出部１４ａの先端部がお互いに近づきやすくなる傾向がある場合は、突出部１４の幅方向に垂直な方向にも複数列設けた場合、突出部１４の先端部に向かうほど高さを低くするようにすることにより、電界の集中を分散させることができる。

次に、本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法について説明する。

まず厚さ約０．１５ｍｍのリン青銅からなる金属平板を金型により打ち抜くことにより、端子部１３を形成する。ここで端子部１３は、磁心１１に埋設される突出部１４と、磁心１１から突出させて磁心１１の側面から底面に向かって折曲加工したコイル部１２の引き出し線１８に重ね合わせて引き出し線１８の位置および形状を保持する保持部１５と、からなっている。この保持部１５は自立して保持部１５の形状を保持することができる自立性を有する金属の平板からなる。ここでいう自立性とは、折曲加工された引き出し線１８に重ね合わせた保持部１５の形状が、外力によって容易に変形することがなく、磁心１１に対する引き出し線１８の位置および引き出し線１８の形状を保持することが可能な程度の剛性を有することを意味している。保持部１５は、少なくとも引き出し線１８の剛性よりも大きい剛性を有している。

この端子部１３を形成するとき同時に金型により、突出部１４の先端部分に凸部２１を形成し、図５のようになる。凸部は突出部１４の幅方向に平行に３個設け、突出部の幅方向に垂直な方向にも２列設け、それぞれの高さを約０．１５ｍｍとしている。

次に突出部１４のうち根元部分１４ｂを残して金型により先端部分を約９０°曲げ、折曲加工された突出部１４ａを形成する。このとき折り曲げ部分（図５で点線の部分）から金属平板の厚さの２倍の部分には凸部２１は設けないようにしている。このようにすることにより、先端部に凸部２１があっても、金型により折り曲げ加工ができるようになる。

次に導線を螺旋状に巻回して形成したコイル部１２を、溶接等の手段により保持部１５に接続固定する。

次に粉末磁性材料と結合剤を混合して加圧成形したものを用いてコイル部１２および突出部１４を埋設することにより磁心１１を形成する。磁心１１は、エポキシ樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合して０．５〜１トン／ｃｍ²程度で加圧成形した複数の圧粉体１６を、コイル部１２を挟み込むように再加圧成形して、圧粉体１６でコイル部１２を被覆するとともに熱硬化性樹脂が完全硬化するように熱処理して形成している。この際、再加圧成形は加圧成形よりも大きな圧力の３〜５トン／ｃｍ²程度で加圧しており、再加圧成形前よりも再加圧成形後は、圧粉体１６の厚みが薄くなり、成形密度が大きくなるようにしている。特に、圧粉体１６は２個とし、一方の圧粉体１６はコイル部１２を完全に収納する収納部１７を形成した角柱状の形状とし、他方の圧粉体１６は一方の圧粉体１６に被せる蓋状の形状とし、コイル部１２の引き出し線１８は２個の圧粉体１６の界面から突出させている。

次に磁心１１から出ている保持部１５および引き出し線１８を折り曲げ加工することにより外部接続用端子を形成する。

ここで保持部１５には、磁心１１側と反対側の表面に、磁心１１の側面から底面に向かって、コイル部１２の引き出し線１８を収納する溝部１９を設けている。この溝部１９には、磁心１１の側面と底面との稜部に対向する位置に貫通孔２０を設け、この貫通孔２０上に引き出し線１８を配置するとともに、この貫通孔２０上で引き出し線１８を磁心１１の側面から底面に折曲している。

この溝部１９の幅は引き出し線１８の径よりも広くするとともに、溝部１９の開口面と導線の外周面とを略同一面になるようにしており、引き出し線１８は接着剤によって溝部１９に接着して収納している。この接着は仮止め程度でもよく、実装時に実装基板のランドと半田によって接続してもよい。

以上のように、突出部１４の形状は保持部１５の端面２２から引き出し線１８の両側に２つの突出した部分を形成したコ字形状にするとともに、その先端部分を突出方向にほぼ垂直（磁心１１の側面に対してほぼ平行）に折り曲げられている。すなわちこの突出部１４は、コイルの２つの極に接続された折曲加工された突出部１４ａ同士が平行に向き合っている状態になっており、この折曲加工された突出部１４ａに複数個の凸部２１がお互いに向き合うように設けられている。このようにすることによりコイル部品の両極に大きな電圧がかかった場合でも複数個の凸部２１に電界が分散され、耐電圧性が向上する。さらに折曲加工された突出部１４ａに凸部２１が設けられることにより、磁心１１から抜けにくくなり、振動等への耐久性を高めることができる。また、凸部２１は端子部１３を形成する工程で同時に形成することができ、余分な工程が増えることもない。

本発明に係るコイル部品は、耐電圧性、および耐振性を向上させた小型のコイル部品を得ることができ、産業上有用である。

１１ 磁心
１２ コイル部
１３ 端子部
１４ 突出部
１５ 保持部
１６ 圧粉体
１７ 収納部
１８ 引き出し線
１９ 溝部
２０ 貫通孔
２１ 凸部
２２ 端面

Claims (3)

1. 粉末磁性材料と結合剤を混合して加圧成形した磁心と、導線を螺旋状に巻回して形成し、前記磁心に埋設したコイルと、前記コイルと電気的に接続した端子部とを備え、前記端子部は前記磁心に埋設された突出部と、前記磁心から引き出され折曲加工した前記コイルの引き出し線と前記引き出し線に重ね合わせて接続することにより前記引き出し線の位置および形状を保持する保持部とからなり、前記端子部は前記磁心の対向する２つの面から突出され、前記突出部はその形状を前記保持部の端面に２つの突出部を形成したコ字形状にするとともに、前記突出部の先端部分は前記端子部が突出している前記磁心の面に平行に折曲加工されたものであり、この折曲加工された突出部に互いに対向しあう複数個の凸部を設けたコイル部品。
2. 前記凸部は、前記突出部の幅方向に平行に複数個設けられ、それらの高さを同じにした請求項１記載のコイル部品。
3. 前記凸部は、前記突出部の幅方向に垂直な方向にも複数列設けられ、前記突出部の先端部に向かうほど高さを低くした請求項２記載のコイル部品。

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