JP2014150189A - 面実装型コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】低背化を図りつつフェライトコアの割れを防止できる面実装型コイル部品を提供する。
【解決手段】面実装型コイル部品１は、軸部４ａの両端に上鍔部４ｂと下鍔部４ｃが設けられたドラム形状のフェライトコア４と、軸部４ａに巻回された巻線５と、複数の端子２が設けられた台座３とで構成されており、台座３の上面に下鍔部４ｃを収納する収納凹所３ａを設けると共に、下鍔部４ｃの下面中央部に凸部４ｄを設け、この凸部４ｄを収納凹所３ａの内底面中央部に接着固定することにより、収納凹所３ａの内底面周縁部と下鍔部４ｃの下面周縁部との間に両者を離反する空間部Ｓが画成されるようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子回路の配線基板上に表面実装される面実装型コイル部品に係り、特に、低背化に好適な面実装型コイル部品に関するものである。

一般的に面実装型コイル部品は、角柱状または円柱状の軸部の両端に上鍔部と下鍔部を一体形成したドラム形状のフェライトコアと、フェライトコアの軸部に巻回された巻線と、複数の端子が設けられた台座とによって構成されており、巻線が施されたフェライトコアの下鍔部を台座に接着固定すると共に、巻線の両端部を台座の端子に熱圧着や半田付け等の手段を用いて接続するようにしている。このように概略構成された面実装型コイル部品は、電子回路の配線基板上に台座を搭載した状態で、配線基板に設けられたランドと台座の端子とを半田付けすることにより、配線基板上に表面実装されるようになっている。

近年、電子機器類に対する小型化や低背化の要望が強くなっており、このような要望に応えるために、フェライトコアと台座を総和した全体の高さ寸法を短縮した面実装型コイル部品が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる従来の面実装型コイル部品では、台座の上面に中央部を深くした段付き状の凹部を設けると共に、フェライトコアに下鍔部の下面中央部から突出する凸部を設けてあり、下鍔部を凹部内に収納した状態で凸部が凹部の内底面に接着固定されているため、凹部の深さ相当分だけ全体の高さ寸法が短縮（低背化）されるようになっている。

特許第３３１２１３７号公報

ところで、フェライトコアの材料であるフェライトは、鉄やニッケル等の酸化物の粉末を加圧成型し、焼結することによって得られる金属酸化物の強磁性体であり、機械的強度が低くて割れやすい性質を有しているため、面実装型コイル部品の低背化（薄型化）に伴って部品の肉厚が薄くなってくると、フェライトコアにクラック（ひび割れ）を生じる虞がある。しかしながら、前述した従来の面実装型コイル部品では、フェライトコアの下鍔部が凹部内に収納されて台座と接触しているため、配線基板に反りや落下衝撃等の外部応力が作用すると、その力を配線基板上に搭載された台座がダイレクトに受けて撓み変形することにより、台座の変形が凹部の内底面に接触する下鍔部に伝播してしまい、機械的強度の低い下鍔部にクラックが発生するという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、低背化を図りつつフェライトコアの割れを防止できる面実装型コイル部品を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、軸部の両端に上鍔部と下鍔部が設けられたドラム形状のフェライトコアと、前記軸部に巻回された巻線と、複数の端子が設けられた台座とを備え、前記フェライトコアの前記下鍔部が前記台座に固定されていると共に、前記巻線が前記端子に接続されている面実装型コイル部品において、前記台座の上面に前記下鍔部を収納する収納凹所が設けられており、この収納凹所の内底面周縁部と前記下鍔部の下面周縁部との間に両者を離反する空間部が画成されている構成とした。

このように構成された面実装型コイル部品では、フェライトコアの下鍔部を台座の収納凹所内に収納することで低背化が実現されており、しかも、収納凹所の内底面周縁部と下鍔部の下面周縁部との間に両者を離反する空間部が画成されているため、落下衝撃等の外部応力によって台座が撓み変形したとしても、その撓み変形は空間部で吸収されて下鍔部まで伝わらず、フェライトコアの下鍔部に割れが発生することを防止できる。

上記の構成において、収納凹所の内底面中央部と下鍔部の下面中央部とをスペーサを介して接合し、このスペーサによって空間部が画成されるようにすれば良く、その場合、スペーサが収納凹所の内底面中央部と下鍔部の下面中央部との少なくとも一方に設けられた凸部であることが好ましい。

上記の構成において、凸部を収納凹所の内底面側に設けても良いが、この凸部が下鍔部の下面側に設けられていると共に、収納凹所の内底面に凸部を面内方向に位置決めする規制突起が設けられていると、凸部を収納凹所の所定位置に簡単かつ確実に接着固定することができる。

この場合において、凸部が逆台形の断面形状を有しており、この凸部の底面外周縁に規制突起と係合する微小突起が設けられていると、凸部の外周縁に欠けが発生しにくくなって好ましい。

また、上記の構成において、規制突起が収納凹所の内底面に円環状に形成されており、この規制突起によって区画された内側領域が外側領域に対して段落ち状に形成されていると、規制突起の位置決め機能が高められると共に低背化にも有利となる。

また、上記の構成において、下鍔部の外径寸法が上鍔部の外径寸法よりも小さく設定されていると共に、収納凹所の外周壁が上拡がりのテーパ面になっていると、下鍔部の外縁部と台座との衝突を回避しつつ低背化を実現することができる。

また、上記の構成において、巻線の両端部が前記端子に形成された一対の中継端子部に熱圧着されており、これら中継端子部を台座の上面２箇所に露出させると共に、下鍔部の上面と中継端子部の上面とが略同じ高さ位置に設定されていると、巻線の両端の引き出し部分と下鍔部のエッジや台座のエッジとの接触が回避されるため、衝撃等の外部応力に起因する巻線の断線を防止することができて好ましい。

この場合において、巻線の巻回部分から中継端子部に至る引き出し部分のうち、巻き始め側の引き出し部分と巻き終わり側の引き出し部分とが略同じ長さに設定されていると、巻線の巻き始め側の引き出し部分に巻き終わり側と同程度の自由度が付与されるため、衝撃等の外部応力によって台座の中継端子部とフェライトコア間の距離が変動したとしても、その変動に引き出し部分を追従させて巻線の断線を防止することができる。

本発明の面実装型コイル部品は、台座の上面に設けられた収納凹所内にフェライトコアの下鍔部を収納することによって低背化が実現されており、しかも、収納凹所の内底面周縁部と下鍔部の下面周縁部との間に両者を離反する空間部が画成されているため、落下衝撃等の外部応力によって台座が撓み変形したとしても、その撓み変形は空間部で吸収されて下鍔部まで伝わらず、フェライトコアの下鍔部に割れが発生することを防止できる。

本発明の実施形態例に係る面実装型コイル部品の斜視図である。 該面実装型コイル部品の平面図である。 該面実装型コイル部品の側面図である。 該面実装型コイル部品の底面図である。 該面実装型コイル部品の分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 該面実装型コイル部品に備えられるフェライトコアの底面図である。 該フェライトコアの側面図である。 該面実装型コイル部品に備えられる台座の平面図である。 該フェライトコアに施された巻線の巻回方法を示す説明図である。

発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１〜図９に示すように、本発明の実施形態例に係る面実装型コイル部品１は、端子２を有する平面視矩形状の台座３と、台座３に固定されたドラム形状のフェライトコア４とで構成されており、フェライトコア４には巻線５が巻回されている。

台座３は合成樹脂の成形品からなり、図５や図６に明示されるように、この台座３の四隅を除いた部分は上面に対して窪んだ収納凹所３ａとなっている。収納凹所３ａの内底面中央部には円環状の規制突起３ｂが形成されており、収納凹所３ａの内底面は規制突起３ｂで囲まれた内側領域Ｓ１が外側領域Ｓ２よりも低い段落ち状になっている。台座３の四隅は収納凹所３ａの内底面よりも厚肉の突出部３ｃとなっており、これら突出部３ｃの上面と外側領域Ｓ２とが連続する部分、すなわち、収納凹所３ａの外周壁には上拡がりのテーパ面３ｄが付けられている。

台座３には端子２の材料である一対の金属板がインサート成形されており、これら金属板にはＳｎ−ＰｂやＳｎ等からなる半田メッキ層が施されている。図９に示すように、一対の端子２は収納凹所３ａの内底面に露出して平行に延びており、これら端子２の端部に合計で４つの外部端子部２ａと２つの中継端子部２ｂが形成されている。外部端子部２ａは突出部３ｃの外側面途中から台座３の下面に沿ってＬ字状に露出しており、これら外部端子部２ａを図示せぬ配線基板のランドに半田付けすることにより、面実装型コイル部品１は配線基板上に表面実装されるようになっている。中継端子部２ｂは隣接する一対の突出部３ｃの上面に沿って外方へ延びており、後述するように、これら中継端子部２ｂに巻線５の両端部が熱圧着されるようになっている。

フェライトコア４は酸化鉄を主成分とするセラミックの焼結体であり、このフェライトコア４は、円柱状の軸部４ａと、軸部４ａの両端に形成された上鍔部４ｂおよび下鍔部４ｃとを有している。上鍔部４ｂと下鍔部４ｃは軸部４ａの直径よりも大径の円形薄板状に形成されているが、上鍔部４ｂの径寸法に対して下鍔部４ｃの径寸法は幾分小さめに設定されている。フェライトコア４の軸部４ａには巻線５が複数ターン巻回されており、巻線５の巻回部５ａは上鍔部４ｂと下鍔部４ｃで挟まれた溝部内に収納されている。台座３との装着面側である下鍔部４ｃの下面中央部には逆台形の断面形状を有する凸部４ｄが形成されており、この凸部４ｄはスペーサとして機能するものであって、凸部４ｄと軸部４ａの直径は略同じ寸法に設定されている。図７と図８に示すように、凸部４ｄの底面外周縁には３つの微小突起４ｅが周方向に等間隔を保って形成されており、これら微小突起４ｅは凸部４ｄの外周側のテーパ面とフラットな底面とを略直角に繋いでいる。

図６に示すように、フェライトコア４の凸部４ｄの底面は接着剤６を用いて台座３の収納凹所３ａの内底面中央部（内側領域Ｓ１）に固定されており、凸部４ｄを含む下鍔部４ｃの全体を収納凹所３ａ内に収納することにより、面実装型コイル部品１の全体高さ寸法が小型化（低背化）されている。その際、下鍔部４ｃの下面と収納凹所３ａの内底面は凸部４ｄの接着箇所で固定されているが、収納凹所３ａの内底面周縁部（外側領域Ｓ２）と下鍔部４ｃの下面周縁部との間に両者を離反する空間部Ｓが画成されるため、フェライトコア４は下鍔部４ｃの下面周縁部を非接触状態に保ったまま台座３に支持されている。また、収納凹所３ａの内底面に凸部４ｄを面内方向に位置決めする規制突起３ｂが形成されているため、凸部４ｄを収納凹所３ａの所定位置に簡単かつ確実に接着固定することができる。しかも、規制突起３ｂによって区画された内側領域Ｓ１が外側領域Ｓ２よりも低い段落ち状に形成されているため、その分だけ面実装型コイル部品１の低背化が促進されていると共に、規制突起３ｂによる凸部４ｄの位置決め機能が高められている。

台座３に固定されたフェライトコア４の軸部４ａには巻線５が巻回されており、この巻線５の巻回部５ａから引き出された両端部は台座３の突出部３ｃの上面に露出する一対の中継端子部２ｂにそれぞれ熱圧着されている。ここで、巻線５の巻き始め側と巻き終わり側の両引き出し部分５ｂ，５ｃは下鍔部４ｃの上面と略同一平面内を通って対応する中継端子部２ｂへ向かっているが、下鍔部４ｃの上面と中継端子部２ｂの上面とが略同じ高さ位置になるように設定されているため、巻線５の引き出し部分５ｂ，５ｃと下鍔部４ｃのエッジや台座３のエッジとの接触が回避されている。また、図１０に示すように、巻線５は巻き始め側の引き出し部分の上に複数ターン巻回されて巻回部５ａを形成するため、巻き始め側の巻線５は巻回部５ａの内部で固定された状態で引き出されることになるが（同図の破線参照）、本実施形態例では、巻き始め側の引き出し部分５ｂを巻回部５ａの外周に約１／４ターンだけ余分に巻回することにより、巻き始め側の引き出し部分５ｂと巻き終わり側の引き出し部分５ｃとに対称性を持たせてある。その結果、巻線５の巻回部５ａから中継端子部２ｂに至る巻き始め側と巻き終わり側の両引き出し部分５ｂ，５ｃの長さがほぼ同じになり、巻き始め側の引き出し部分５ｂに巻き終わり側の引き出し部分５ｃと同程度の自由度が付与されている。

このように構成された面実装型コイル部品１は、台座３の各外部端子部２ａを図示せぬ配線基板のランドに半田付けすることにより、配線基板上に表面実装されて使用されるようになっている。かかる実装状態において配線基板に反りや落下衝撃等の外部応力が作用すると、その力を配線基板上に搭載された台座３がダイレクトに受けて撓み変形することになるが、前述したように、収納凹所３ａの内底面周縁部と下鍔部４ｃの下面周縁部との間に両者を離反する空間部Ｓが画成されているため、台座３の撓み変形は空間部Ｓで吸収されて下鍔部４ｃまで伝わらず、機械的強度の低いフェライトコア４の下鍔部４ｃに割れは発生しなくなる。

以上説明したように、本実施形態例に係る面実装型コイル部品１は、台座３の上面に設けられた収納凹所３ａ内にフェライトコア４の下鍔部４ｃを収納することによって低背化が実現されており、しかも、収納凹所３ａの内底面周縁部と下鍔部４ｃの下面周縁部との間に両者を離反する空間部Ｓが画成されているため、落下衝撃等の外部応力によって台座３が撓み変形したとしても、その撓み変形は空間部Ｓで吸収されて下鍔部４ｃまで伝わらず、フェライトコア４の下鍔部４ｃに割れが発生することを防止できる。

また、本実施形態例では、フェライトコア４の下鍔部４ｃの下面中央部にスペーサである凸部４ｄを設け、この凸部４ｄを台座３の収納凹所３ａの内底面中央部に接着固定することにより、収納凹所３ａの内底面と下鍔部４ｃとの間に上記空間部Ｓが画成されているが、収納凹所３ａの内底面に凸部４ｄを面内方向に位置決めする規制突起３ｂが形成されているため、台座３とフェライトコア４を一体化する組立作業時に、凸部４ｄを収納凹所３ａの所定位置に簡単かつ確実に接着固定することができる。しかも、この規制突起３ｂが収納凹所３ａの内底面に円環状に形成され、規制突起３ｂによって区画された内側領域Ｓ１が外側領域Ｓ２よりも低い段落ち状に形成されているため、その分だけ面実装型コイル部品１の低背化が促進されていると共に、規制突起３ｂによる凸部４ｄの位置決め機能が高めるられている。

また、本実施形態例では、下鍔部４ｃの下面中央部に設けた凸部４ｄが逆台形の断面形状を有しており、この凸部４ｄの底面外周縁に収納凹所３ａ側の規制突起３ｂと係合する微小突起４ｅを設けてあるため、凸部４ｄの外周縁に発生する欠けを防止しつつ、凸部４ｄを収納凹所３ａの所定位置に確実に接着固定することができる。

また、本実施形態例では、下鍔部４ｃの外径寸法が上鍔部４ｂの外径寸法よりも小さく設定されていると共に、収納凹所３ａの外周壁が上拡がりのテーパ面３ｄになっているため、下鍔部４ｃの外縁部と台座３との衝突を回避しつつ低背化を実現することができる。

また、本実施形態例では、収納凹所３ａを包囲する台座３の突出部３ｃの上面に一対の中継端子部２ｂを露出させ、フェライトコア４の軸部４ａに巻回された巻線５の両端部を対応する中継端子部２ｂに熱圧着すると共に、下鍔部４ｃの上面と中継端子部２ｂの上面が略同じ高さ位置になるように設定されているため、巻線５の両端の引き出し部分５ｂ，５ｃと下鍔部４ｃのエッジや台座３のエッジとの接触が回避され、落下衝撃等の外部応力に起因する巻線５の断線を防止することができる。

また、本実施形態例では、巻線５の巻回部５ａから中継端子部２ｂに至る両引き出し部分５ｂ，５ｃのうち、巻き始め側の引き出し部分５ｂを巻回部５ａの外周に約１／４ターンだけ余分に巻回することにより、巻き始め側の引き出し部分５ｂと巻き終わり側の引き出し部分５ｃとが左右対称になるようにしている。その結果、巻線５の巻回部５ａから中継端子部２ｂに至る巻き始め側と巻き終わり側の両引き出し部分５ｂ，５ｃの長さがほぼ同じになり、巻き始め側の引き出し部分５ｂに巻き終わり側の引き出し部分５ｃと同程度の自由度が付与されるため、落下衝撃等の外部応力によって台座３側の中継端子部２ｂとフェライトコア４間の距離が変動したとしても、その変動に両引き出し部分５ｂ，５ｃを追従させて巻線５の断線を防止することができる。

なお、上記実施形態例では、フェライトコア４の下鍔部４ｃの下面中央部に凸部４ｄを設け、この凸部４ｄを台座３の収納凹所３ａの内底面中央部に固定するようにしているが、収納凹所３ａの内底面に設けた凸部を下鍔部４ｃの下面に固定したり、収納凹所３ａの内底面と下鍔部４ｃの下面の両方に設けた凸部どうしを固定することも可能である。あるいは、収納凹所３ａの内底面中央部と下鍔部４ｃの下面中央部とを別部材であるスペーサを挟んで接合することも可能であり、要は、収納凹所３ａの内底面中央部と下鍔部４ｃの下面中央部とを凸部等のスペーサを介して接合することにより、収納凹所３ａの内底面周縁部と下鍔部４ｃの下面周縁部との間に両者を離反する空間部Ｓが画成されていれば良い。

また、上記実施形態例では、下鍔部４ｃの凸部４ｄを接着剤６によって収納凹所３ａの内底面中央部に固定するようにしているが、接着以外の手段によって凸部を所定箇所に固定することも可能である。例えば、下鍔部４ｃの凸部４ｄを接着剤６によって収納凹所３ａの内底面に固定する場合、収納凹所３ａの内底面に有底状の孔部を設け、この孔部に凸部を嵌挿して固定するようにしても良い。

１ 面実装型コイル部品
２ 端子
２ａ 外部端子部
２ｂ 中継端子部
３ 台座
３ａ 収納凹所
３ｂ 規制突起
３ｃ 突出部
３ｄ テーパ面
４ フェライトコア
４ａ 軸部
４ｂ 上鍔部
４ｃ 下鍔部
４ｄ 凸部（スペーサ）
４ｅ 微小突起
５ 巻線
５ａ 巻回部
５ｂ 巻き始め側の引き出し部分
５ｃ 巻き終わり側の引き出し部分
６ 接着剤
Ｓ 空間部
Ｓ１ 内側領域
Ｓ２ 外側領域

Claims (9)

1. 軸部の両端に上鍔部と下鍔部が設けられたドラム形状のフェライトコアと、前記軸部に巻回された巻線と、複数の端子が設けられた台座とを備え、前記フェライトコアの前記下鍔部が前記台座に固定されていると共に、前記巻線が前記端子に接続されている面実装型コイル部品において、
   前記台座の上面に前記下鍔部を収納する収納凹所が設けられており、この収納凹所の内底面周縁部と前記下鍔部の下面周縁部との間に両者を離反する空間部が画成されていることを特徴とする面実装型コイル部品。
2. 請求項１の記載において、前記収納凹所の内底面中央部と前記下鍔部の下面中央部とがスペーサを介して接合されており、このスペーサによって前記空間部が画成されることを特徴とする面実装型コイル部品。
3. 請求項２の記載において、前記スペーサが前記収納凹所の内底面中央部と前記下鍔部の下面中央部との少なくとも一方に設けられた凸部であることを特徴とする面実装型コイル部品。
4. 請求項３の記載において、前記凸部が前記下鍔部の下面側に設けられていると共に、前記収納凹所の内底面に前記凸部を面内方向に位置決めする規制突起が設けられていることを特徴とする面実装型コイル部品。
5. 請求項４の記載において、前記凸部が逆台形の断面形状を有しており、この凸部の底面外周縁に前記規制突起と係合する微小突起が設けられていることを特徴とする面実装型コイル部品。
6. 請求項４または５の記載において、前記規制突起が前記収納凹所の内底面に円環状に形成されており、この規制突起によって区画された内側領域が外側領域に対して段落ち状となっていることを特徴とする面実装型コイル部品。
7. 請求項１〜６のいずれか１項の記載において、前記下鍔部の外径寸法が前記上鍔部の外径寸法よりも小さく設定されていると共に、前記収納凹所の外周壁が上拡がりのテーパ面になっていることを特徴とする面実装型コイル部品。
8. 請求項１〜７のいずれか１項の記載において、前記巻線の両端部が前記端子に形成された一対の中継端子部に熱圧着されており、これら中継端子部を前記台座の上面２箇所に露出させると共に、前記下鍔部の上面と前記中継端子部の上面とが略同じ高さ位置に設定されていることを特徴とする面実装型コイル部品。
9. 請求項８の記載において、前記巻線の巻回部分から前記中継端子部に至る引き出し部分のうち、巻き始め側の引き出し部分と巻き終わり側の引き出し部分とが略同じ長さに設定されていることを特徴とする面実装型コイル部品。