JP2013229479A

JP2013229479A - 巻線型電子部品

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Publication number: JP2013229479A
Application number: JP2012101138A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Bando; 政博坂東
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: JP5678918B2; CN203397813U

Abstract

【課題】複数を同一の容器に入れて保管や搬送しても、噛み込みが発生しにくいコアを使用した巻線型電子部品を提供する。
【解決手段】本発明の巻線型電子部品１００は、巻芯部１と、上鍔部２と、下鍔部３とを有するコア２００と、コイル導体４とを備え、上鍔部２と下鍔部３の間隔が、コア２００を上鍔部２の上方から平面視した場合に、巻芯部１の略中心Ｐから相互に反対の２方向に向かって、巻芯部１から離間するにつれて縮小しており、巻芯部１の略中心Ｐを通り、かつ上述した２方向と平行な第１の仮想線Ｘを引いた場合に、第１の仮想線Ｘと上鍔部２および下鍔部３の端面とが交差する部分における、上鍔部２と下鍔部３の間隔Ａが、その部分における、上鍔部２または下鍔部３の厚みＢよりも小さくなるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、インダクターやトランスなどの巻線型電子部品に関し、さらに詳しくは、巻芯部と上鍔部と下鍔部とを有するコアを備えた巻線型電子部品に関する。

従来から、電気機器、電子機器の分野において、特許文献１（特開２００６−５４３９４号公報）に開示されるような、巻芯部と上鍔部と下鍔部とを有するドラム型のコアを備え、巻芯部にコイル導体を巻回した巻線型電子部品が広く使用されている。

図１０に、そのような巻線型電子部品に使用される、従来のドラム型のコアの一例を示す。

ドラム型のコア５００は、フェライトなどの材質からなり、巻芯部１０１と、巻芯部１０１の上端に形成された板状の上鍔部１０２と、巻芯部１０１の下端に形成された板状の下鍔部１０３とを有する。

コア５００においては、上鍔部１０２と下鍔部１０３の間隔Mは一定である。また、上鍔部１０２と下鍔部１０３の厚みは同一であり、いずれも厚みNからなる。なお、上鍔部と下鍔部の厚みを同一にはせず、異なる寸法にする場合もある。

下鍔部１０３の底面には、図示しないが、１対の電極が形成されている。

コア５００を使用した巻線型電子部品は、絶縁被覆が施された銅などからなるコイル導体（図示せず）を巻芯部１０１に巻回し、その両端を上述した１対の電極に接続した構造からなる。なお、巻芯部に１０１に巻回したコイル導体上に、さらにエポキシなどの樹脂を塗布する場合もある。

特開２００６−５４３９４号公報

しかしながら、上述した従来のドラム型のコア５００には、作製された複数のコア５００を同一の容器に入れて保管したり、搬送したりする際に、コア５００同士が噛み込んでしまう場合があった。

すなわち、作製された複数のコア５００は、同一の容器に入れて、保管したり、あるいは次工程である巻線工程などに搬送したりするのが一般的であるが、その際に振動が加わるなどすると、あるコア５００の上鍔部１０２と下鍔部１０３の間に、別のコア５００の上鍔部１０２または下鍔部１０３が噛み込んでしまう場合があった。

図１１に、コア５００とコア５００が噛み合ってしまった状態を示す。

コア５００とコア５００が噛み込んでしまうと、それらを解除する作業が別途必要になり、生産性が低下してしまうという問題があった。あるいは、噛み込みを解除する作業において、コア５００が破損してしまい、良品率が低下してしまうという問題があった。

なお、コア５００とコア５００の噛み込みは、たとえば、コア５００を製造する工程と、コア５００にコイル導体を巻回する工程が異なる場所（工場）で行われ、コア５００をトラックなどの輸送手段により搬送しなければならない場合に、輸送手段の振動が原因となって発生する場合があった。

この問題を解決する方法として、たとえば図１２に示すコア６００のように、高さ寸法を維持したまま、上鍔部１０２と下鍔部１０３の間隔Mを小さくすることにより、上鍔部１０２と下鍔部１０３の厚みNを大きくする方法がある。この方法によれば、コア６００とコア６００の噛み込みを防止することができる。

しかしながら、この方法によれば、上鍔部１０２と下鍔部１０３の間隔Mが小さいため、巻芯部１０１に巻回されるコイル導体の巻回数が制限され、巻線型電子部品の特性（インダクタンス値など）を所望のものにすることができないという問題があった。

また、この問題を解決する他の方法として、たとえば図１３に示すコア７００のように、高さ寸法を維持したまま、上鍔部１０２と下鍔部１０３の厚みNを小さくすることにより、上鍔部１０２と下鍔部１０３の間隔Mを大きくする方法がある。この方法によれば、上鍔部１０２と下鍔部１０３の間隔Mが大きいため、巻芯部１０１に巻回されるコイル導体の巻回数を多くすることができ、かつコア７００とコア７００が噛み込んだとしても容易に解除することができる。

しかしながら、この方法によれば、上鍔部１０２と下鍔部１０３の厚みNが小さいため、上鍔部１０２および下鍔部１０３が、十分な強度を備えず、例えばコア５００同士が衝突した場合や、コア７００が他の部材に衝突した場合、製造工程にて冶具等でコア７００を取り扱う際に、割れたり欠けたりしてしまうことがあるという問題があった。

この問題を解決する方法として、たとえば図１４に示すコア８００のように、高さ寸法を大きくすることにより、上鍔部１０２と下鍔部１０３の厚みNを大きくするとともに、上鍔部１０２と下鍔部１０３の間隔Mも大きくする方法がある。この方法によれば、上鍔部１０２と下鍔部１０３は厚みNが大きいため、十分な強度を備えており、しかも上鍔部１０２と下鍔部１０３の間隔Mが大きいため、巻芯部１０１に巻回されるコイル導体の巻回数を多くすることができ、かつコア８００とコア８００が噛み込んだとしても容易に解除することができる。

しかしながら、この方法によれば、コア８００の高さ寸法が大きいため、このコア８００を使用した巻線型電子部品は、高さ寸法が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その手段として、本発明の巻線型電子部品は、巻芯部と、巻芯部の上端に設けられた板状の上鍔部と、巻芯部の下端に設けられた板状の下鍔部とを有するコアと、巻芯部に巻回されたコイル導体とを備え、上鍔部と下鍔部の間隔が、コアを上鍔部の上方から平面視した場合に、巻芯部の略中心から相互に反対の２方向に向かって、巻芯部から離間するにつれて縮小しており、コアを上鍔部の上方から平面視した場合に、巻芯部の略中心を通り、かつ上述した２方向と平行な第１の仮想線を引いた場合に、第１の仮想線と上鍔部および下鍔部の端面とが交差する部分における、上鍔部と下鍔部の間隔が、その部分における、上鍔部または下鍔部の厚みよりも小さくなるようにした。

本発明の巻線型電子部品は、かかる構造からなるため、製造過程において、複数のコアを同一の容器に入れて保管や搬送しても、コアとコアの噛み込みが発生しにくくなっている。

なお、巻芯部の略中心から相互に反対の２方向に向かって、巻芯部から離間するにつれて縮小している上鍔部と下鍔部の間隔は、連続的に縮小するようにすることができる。たとえば、下鍔部と上鍔部の対向面を、巻芯部から離間するにつれて下鍔部と上鍔部の間隔が縮小するように、テーパー状（傾斜面状）やアール状（曲面状）に形成し、上鍔部と下鍔部の間隔が、連続的に縮小するようにすることができる。

コアは、たとえば、フェライトなどからなる原料粉体を所定の形状からなる金型に充填し、加圧して一体に成型した上で金型から取り出し、所定のプロファイルで焼成することにより作製されるが、下鍔部と上鍔部の間隔が、巻芯部から離間するにつれて非連続的に縮小している場合、たとえば、下鍔部と上鍔部の対向面が階段状に形成されて非連続的に縮小している場合には、成型されたコアを金型から取り出すのが難しいという問題がある。これに対し、下鍔部と上鍔部の対向面がテーパー状やアール状に形成されて連続的に縮小している場合には、成型されたコアを金型から取り出すのが容易である。

また、下鍔部と上鍔部の対向面が階段状に形成されている場合には、作製されたコアの巻芯部にコイル導体を巻回する工程において、コイル導体が階段部分に引っ掛かってしまうという問題がある。これに対し、下鍔部と上鍔部の対向面がテーパー状やアール状に形成されている場合には、作製されたコアの巻芯部にコイル導体を巻回する工程において、コイル導体が引っ掛かってしまうことがない。

なお、本発明の巻線型電子部品は、さらに、巻芯部の略中心を通り、かつ第１の仮想線と垂直な第２の仮想線を引いた場合に、第２の仮想線と上鍔部および下鍔部の端面とが交差する部分における、上鍔部と下鍔部の間隔が、第１の仮想線と上鍔部および下鍔部の端面とが交差する部分における、上鍔部または下鍔部の厚みよりも小さくすることができる。この場合には、製造過程において、複数のコアを同一の容器に入れて保管や搬送しても、コアとコアの噛み込みがより発生しにくくなる。

また、本発明の巻線型電子部品は、さらに、第１の仮想線と上鍔部および下鍔部の端面とが交差する部分における、上鍔部と下鍔部の間隔が、第２の仮想線と上鍔部および下鍔部の端面とが交差する部分における、上鍔部または下鍔部の厚みよりも小さくすることができる。この場合にも、製造過程において、複数のコアを同一の容器に入れて保管や搬送しても、コアとコアの噛み込みがより発生しにくくなる。

本発明の巻線型電子部品によれば、製造過程において、複数のコアを同一の容器に入れて保管や搬送しても、コアとコアの噛み込みが発生しにくい。

第１実施形態にかかる巻線型電子部品１００を示す斜視図である。巻線型電子部品１００に使用したコア２００を示す斜視図である。図２に示したコア２００を示す平面図である。図２に示したコア２００を示す正面図である。図２に示したコア２００を示す側面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図２に示したコア２００同士において、噛み込みが発生しないことを示す説明図である。第２実施形態にかかる巻線型電子部品（図示せず）に使用したコア３００を示す斜視図である。第３実施形態にかかる巻線型電子部品（図示せず）に使用したコア４００を示す斜視図である。図８に示したコア４００を示す側面図である。従来の巻線型電子部品（図示せず）に使用したコア５００を示す斜視図である。図１０に示したコア５００同士において、噛み込みが発生した状態を示す説明図である。図１０に示したコア５００の変形例にかかるコア６００同士において、噛み込みが発生しないことを示す説明図である。図１０に示したコア５００の変形例にかかるコア７００同士において、噛み込みが発生しても容易に解除できることを示す説明図である。図１０に示したコア５００の変形例にかかるコア８００同士において、噛み込みが発生しても容易に解除できることを示す説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

［第１実施形態］
図１に、本発明の第１実施形態にかかる巻線型電子部品（インダクター）１００を示す。また、図２〜図５に、巻線型電子部品１００に使用したドラム型のコア２００を示す。ただし、図１および図２は斜視図、図３は平面図、図４は正面図、図５は側面図である。

巻線型電子部品１００は、例えばフェライトなどの材質からなるドラム型のコア２００を備える。

コア２００は、巻芯部１と、巻芯部１の上端に形成された板状の上鍔部２と、巻芯部１の下端に形成された板状の下鍔部３とを有する。

本実施形態においては、コア２００の巻芯部１は四角柱状をしている。ただし、巻芯部１の形状は任意であり、円柱状、楕円柱状、あるいは四角柱状以外の多角柱状であってもよい。

コア２００は、上鍔部２と下鍔部３の間隔が、コア２００を上鍔部２の上方から平面視した場合に、巻芯部１の略中心Ｐから相互に反対の２方向に向かう第１の仮想線Ｘの方向に、巻芯部１から離間するにつれて縮小している。すなわち、巻芯部１と上鍔部２、下鍔部３の端面の間において、上鍔部２と下鍔部３の対向面は、それぞれテーパー状Ｔに形成されており、上鍔部２と下鍔部３の間隔は、第１の仮想線Ｘの方向に巻芯部１から離間するにつれて連続的に縮小している。

そして、第１の仮想線Ｘと上鍔部２および下鍔部３の端面とが交差する部分における、上鍔部２と下鍔部３の間隔Ａが、当該部分における、上鍔部２または下鍔部３の厚みＢよりも小さくなっている。

この結果、コア２００は、図６（Ａ）に示すように、２つのコア２００が、相互に第１の仮想線Ｘ方向に近接しても、一方のコア２００の上鍔部２と下鍔部３の間に、もう一方のコア２００の上鍔部２または下鍔部３が噛み込んでしまうことがない。なぜならば、上鍔部２と下鍔部３の間隔Ａが、上鍔部２または下鍔部３の厚みＢよりも小さいからである。

また、コア２００は、巻芯部１の略中心Ｐを通り、かつ第１の仮想線Ｘと垂直な第２の仮想線Ｙを引いた場合に、第２の仮想線Ｙと上鍔部２および下鍔部３の端面とが交差する部分における、上鍔部２と下鍔部３の間隔Ｄが、第１の仮想線Ｘと上鍔部２および下鍔部３の端面とが交差する部分における、上鍔部２または下鍔部の厚みＢよりも小さくなっている。なお、上鍔部２と下鍔部３の間隔は、巻芯部１の略中心Ｐから第２の仮想線Ｙ方向へは均一である。

この結果、コア２００は、図６（Ｂ）に示すように、２つのコア２００が、相互に第１の仮想線Ｙ方向に近接しても、一方のコア２００の上鍔部２と下鍔部３の間に、もう一方のコア２００の上鍔部２または下鍔部３が噛み込んでしまうことがない。なぜならば、上鍔部２と下鍔部３の間隔Ｄが、上鍔部２または下鍔部３の厚みＢよりも小さいからである。

また、コア２００は、第１の仮想線Ｘと上鍔部２および下鍔部３の端面とが交差する部分における、上鍔部と下鍔部の間隔Ａが、第２の仮想線Ｙと上鍔部２および下鍔部３の端面とが交差する部分における、上鍔部２または下鍔部３の厚みＣよりも小さくなっている。

この結果、コア２００は、図６（Ｂ）に示すように、２つのコア２００が、相互に第１の仮想線Ｙ方向に近接しても、一方のコア２００の上鍔部２と下鍔部３の間に、もう一方のコア２００の上鍔部２または下鍔部３が噛み込んでしまうことがない。なぜならば、上鍔部２と下鍔部３の間隔Ａが、上鍔部２または下鍔部３の厚みＣよりも小さいからである。

なお、本発明の構成を用いることで噛み込みが減少すれば、噛み込みを解除する作業による生産性の低下や、噛み込みを解除する作業時にコアが破損することによる良品率の低下も抑えることが可能となる。

なお、本実施形態のコア２００においては、下鍔部３の両側部に凸部３ａが形成されている。凸部３ａは、図１に示すように、後述するコイル導体４を、下鍔部３の底面に形成された、同じく後述する電極（図示せず）に引き回すに際し、下鍔部３の側部におけるコイル導体４の位置決めを容易にするために形成されたものである。上鍔部２の両側部にも凸部２ａが形成されている。なお、上鍔部２および下鍔部３の形状は、本発明の趣旨を満たす限りにおいて任意であり、たとえば、多角形、円形、丸みを帯びた形状などであっても良い。また、凸部２ａ、３ａは必須のものではなく、省略しても良い。

下鍔部３の底面には、図示しないが、１対の電極が形成されている。

コア２００を使用した本実施形態の巻線型電子部品１００は、図１に示すように、絶縁被覆が施された銅などからなるコイル導体４が巻芯部１に巻回され、その両端が上述した１対の電極に接続されている。なお、本実施形態にかかる巻線型電子部品１００はインダクターであるため、巻芯部１に１本のコイル導体が巻回されているが、下鍔部３の底面に２対の電極を形成した上で、巻芯部１に２本のコイル導体を巻回してトランスを構成することも可能である。

本実施形態の巻線型電子部品１００は、図１においては図示を省略しているが、巻芯部１に巻回されたコイル導体４上に、保護用として、エポキシなどからなる樹脂が塗布されている。

かかる構造からなる、本実施形態にかかる巻線型電子部品１００は、たとえば、次の方法により製造される。

まず、コア２００を作製する。コア２００は、たとえば、フェライトなどからなる原料粉体を所定の形状からなる金型に充填し、加圧して一体成型した上で、金型から取り出し、所定のプロファイルで焼成することにより作製することができる。なお、本実施形態のコア２００において、上鍔部２と下鍔部３の間隔が、巻芯部１の略中心Ｐから第１の仮想線Ｘの方向に巻芯部１から離間するにつれて縮小しているのに対し、巻芯部１の略中心Ｐから第２の仮想線Ｙ方向へは均一であるのは、金型により一体成型したコア２００を、金型から取り出すことを可能にするためである。すなわち、上鍔部２と下鍔部３の間隔を、巻芯部１の略中心Ｐから第２の仮想線Y方向にも巻芯部１から離間するにつれて縮小させた場合には、金型を極めて複雑な構造の分割金型にしなければ、一体成型したコア２００を金型から取り出すことができないからである。

次に、下鍔部３の底面に、1対の電極（図示せず）を形成する。電極は、たとえば、主成分となる金属が含まれた導電ペーストを塗布し、所定の温度で焼き付けることにより形成することができる。

次に、巻芯部１に、巻線装置を用いて、コイル巻線４を巻回する。

次に、コイル巻線４の両方の端部を、それぞれ、電極に熱圧着により接続する。より詳細には、電極の主面にコイル巻線４を引き出し、ヒーターチップで押圧することにより、コイル巻線４の絶縁被覆を熱で溶かすと同時に、コイル巻線４を切断して熱圧着を行う。

最後に、巻線部１に巻回されたコイル巻線４上に、たとえば熱硬化性のエポキシ樹脂を塗布し、加熱して硬化させることにより、本実施形態にかかる巻線型電子部品１００を完成させる。

以上、本発明の第１実施形態にかかる巻線型電子部品１００の構造、および製造方法の一例について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。

たとえば、巻線型電子部品１００においては、第１の仮想線Ｘと上鍔部２および下鍔部３の端面とが交差する部分における、上鍔部２と下鍔部３の厚みが等しく、いずれも厚みＢであり、かつ上鍔部２と下鍔部３の間隔Ａが、上鍔部２と下鍔部３の厚みＢよりも小さくなっているが、上鍔部２と下鍔部３の厚みのいずれか一方のみが、この条件を満たすようにしても良い。この場合においても、コア２００とコア２００の噛み込みを低減させることができる。

また、巻線型電子部品１００においては、上鍔部２と下鍔部３の対向面の両方をテーパー状Ｔに形成しているが、テーパー状Ｔに形成するのは上鍔部２と下鍔部３のいずれか一方のみであっても良い。この場合においても、コア２００とコア２００の噛み込みを低減させることができる。

［第２実施形態］
図７に、第２実施形態にかかる巻線型電子部品（図示せず）に使用した、ドラム型のコア３００を示す。

コア３００は、巻芯部１１と、巻芯部１１の上端に形成された板状の上鍔部１２と、巻芯部１１の下端に形成された板状の下鍔部１３とを有する。

コア３００は、上鍔部１２と下鍔部１３の対向面が、それぞれアール状Ｒに形成されており、上鍔部１２と下鍔部１３の間隔は、第１の仮想線Ｘの方向に巻芯部１１から離間するにつれて連続的に縮小している。また、上鍔部１２、下鍔部１３は、それぞれ両側部に、凸部１２ａ、１３ａが形成されている。

第２実施形態にかかる巻線型電子部品は、第１実施形態と同様に、巻芯部１１にコイル巻線（図示せず）が巻回され、さらに巻芯部１１に巻回されたコイル巻線上にエポキシなどからなる樹脂（図示せず）が塗布された構造からなる。

このように、本発明の巻線型電子部品は、上鍔部１２と下鍔部１３の対向面をアール状Ｒに形成しても良く、この場合においても、コア３００とコア３００の噛み込みを低減させることができる。

［第３実施形態］
図８、図９に、第３実施形態にかかる巻線型電子部品（図示せず）に使用した、ドラム型のコア４００を示す。但し、図８はコア４００を示す斜視図、図９はコア４００を示す側面図である。

コア４００は、巻芯部２１と、巻芯部２１の上端に形成された板状の上鍔部２２と、巻芯部２１の下端に形成された板状の下鍔部２３とを有する。

コア４００は、図２に示した第１実施形態のコア２００と同様に、上鍔部２２と下鍔部２３の対向面が、それぞれテーパー状Ｔに形成されている。しかしながら、第１実施形態のコア２００においては、巻芯部１と上鍔部２、下鍔部３の端面の間において、上鍔部２と下鍔部３の対向面がテーパー状Ｔに形成されているのに対し、本実施形態のコア４００においては、巻芯部２１の略中心Ｐ（第２の仮想線Ｙ）と上鍔部２２、下鍔部２３の端面の間において、上鍔部２２と下鍔部２３の対向面がテーパー状Ｔに形成されている。すなわち、本実施形態のコア４００のテーパー状Ｔは、第１実施形態のコア２００のテーパー状Ｔよりも長いものになっている。なお、コア４００のテーパー状Ｔとコア２００のテーパー状Ｔの傾斜は、ほぼ同じ角度である。

第３実施形態にかかる巻線型電子部品は、第１実施形態と同様に、巻芯部２１にコイル巻線（図示せず）が巻回され、さらに巻芯部２１に巻回されたコイル巻線上にエポキシなどからなる樹脂（図示せず）が塗布された構造からなる。

このように、本実施形態のコア４００のテーパー状Ｔは、第１実施形態のコア２００のテーパー状Ｔよりも長いため、本実施形態の巻線型電子部品は、第１実施形態の巻線型電子部品１００よりも、上鍔部２２と下鍔部２３の間のコイル巻線を収容する空間が大きくなっており、巻芯部２１に、より多くの巻回数でコイル巻線を巻回することができる。

１、１１、２１：巻芯部
２、１２、２２：上鍔部
３、１３、２３：下鍔部
４：コイル巻線
Ｘ：第１の仮想線
Ｙ：第２の仮想線
Ｐ：巻芯部の略中心

Claims

巻芯部と、前記巻芯部の上端に設けられた板状の上鍔部と、前記巻芯部の下端に設けられた板状の下鍔部とを有するコアと、
前記巻芯部に巻回されたコイル導体とを備え、
前記上鍔部と前記下鍔部の間隔が、前記コアを前記上鍔部の上方から平面視した場合に、前記巻芯部の略中心から相互に反対の２方向に向かって、前記巻芯部から離間するにつれて縮小しており、
前記コアを前記上鍔部の上方から平面視した場合に、前記巻芯部の略中心を通り、かつ前記２方向と平行な第１の仮想線を引いた場合に、
前記第１の仮想線と前記上鍔部および前記下鍔部の端面とが交差する部分における、前記上鍔部と前記下鍔部の間隔が、当該部分における、前記上鍔部または前記下鍔部の厚みよりも小さいことを特徴とする巻線型電子部品。
前記巻芯部の略中心から相互に反対の２方向に向かって、前記巻芯部から離間するにつれて縮小している前記上鍔部と前記下鍔部の間隔が、連続的に縮小していることを特徴とする、請求項１に記載された巻線型電子部品。
前記巻芯部の略中心を通り、かつ前記第１の仮想線と垂直な第２の仮想線を引いた場合に、
前記第２の仮想線と前記上鍔部および前記下鍔部の端面とが交差する部分における、前記上鍔部と前記下鍔部の間隔が、前記第１の仮想線と前記上鍔部および前記下鍔部の端面とが交差する部分における、前記上鍔部または前記下鍔部の厚みよりも小さいことを特徴とする、請求項１または２に記載された巻線型電子部品。
前記第１の仮想線と前記上鍔部および前記下鍔部の端面とが交差する部分における、前記上鍔部と前記下鍔部の間隔が、前記第２の仮想線と前記上鍔部および前記下鍔部の端面とが交差する部分における、前記上鍔部または前記下鍔部の厚みよりも小さいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載された巻線型電子部品。