JP2015032761A - 巻線型電子部品のコア、巻線型電子部品及びコモンモードチョークコイル - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、巻線型電子部品における巻線の断線を抑制することができる巻線型電子部品のコア、巻線型電子部品及びコモンモードチョークコイルを提供することである。【解決手段】本発明の一の形態に係る巻線型電子部品のコアは、巻線が巻き回される巻芯部１４と巻芯部１４の両端に設けられた鍔部１６，１８とを備えている。鍔部１６，１８は、巻芯部１４の延在方向と直交する第１の方向に張り出している。鍔部１６，１８における第１の方向に位置する面Ｓ１，Ｓ５には、凸部１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂが設けられている。面Ｓ１，Ｓ５から巻芯部１４における第１の方向に位置する面Ｓ１０に向かって、斜面Ｓ１２，Ｓ１４が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、巻線型電子部品のコア、巻線型電子部品及びコモンモードチョークコイルに関し、詳しくは、巻線型電子部品のコアの鍔部の形状に関する。

従来の巻線型電子部品のコアとして、特許文献１に記載のコモンモードチョークコイルのコアが知られている。この種のコアの巻芯部の両端には、鍔部が設けられ、各鍔部は、巻芯部の延在方向と平行な溝により、２つの部分に分割されている。そして、前記部分それぞれに外部電極が設けられている。

ところで、前記コアに巻き回される巻線は、巻芯部から前記外部電極に向かう経路中において、前記溝を通過する。そうすると、前記巻線における溝を通過する部分がコアに接触せずに宙に浮いた状態となる。従って、前記コアを含むコモンモードチョークコイルを回路基板に実装する際に、前記鍔部と該回路基板との間に異物が挟み込まれると、前記巻線における溝を通過する部分は、該溝の底部に向かって押し込まれて断線する可能性がある。

特開平１１−２０４３４６号公報

本発明の目的は、巻線型電子部品における巻線の断線を抑制することができる巻線型電子部品のコア、巻線型電子部品及びコモンモードチョークコイルを提供することである。

本発明の第１の形態に係る巻線型電子部品のコアは、
巻線が巻き回される巻芯部と、
前記巻芯部の延在方向の両端に設けられ、該延在方向と直交する第１の方向に張り出している鍔部と、
を備え、
前記鍔部の前記第１の方向に位置する第１の面上には、複数の凸部が設けられ、
前記第１の面から前記巻芯部における第１の方向に位置する第２の面の一部に向かって延びる斜面が設けられていること、
を特徴とする。

本発明の第２の形態に係る巻線型電子部品は、
前記コアと、
巻線と、
前記複数の凸部のそれぞれに設けられた複数の外部電極と、
を備えること、
を特徴とする。

本発明の第３の形態に係るコモンモードチョークコイルは、
前記コアと、
巻線と、
前記複数の凸部のそれぞれに設けられた複数の外部電極と、
を備えること、
を特徴とする。

本発明の第１の形態に係る巻線型電子部品のコアでは、巻芯部の両端に設けられ、該巻芯部の中心軸と直交する第１の方向に張り出している鍔部の前記第１の方向に位置する第１の面上に、複数の凸部が設けられている。そして、前記第１の面から前記巻芯部における前記第１の方向に位置する第２の面の一部に向かって斜面が設けられている。これにより、前記コアに巻かれる巻線は、前記巻芯部から前記凸部に向かう経路において、前記斜面に沿って、該凸部に到達することができる。そして、前記巻線の前記斜面に沿っている部分は、宙に浮いた状態を回避することができる。従って、本発明の第１の形態に係る巻線型電子部品のコアを用いた巻線型電子部品では、該巻線型電子部品を回路基板に実装する際に、鍔部と回路基板との間に異物が挟み込まれても、巻線が異物によって押し込まれにくくなり、断線の発生を抑制できる。

本発明によれば、巻線型電子部品における巻線の断線を抑制することができる。

一実施例である巻線型電子部品の外観図である。 巻線型電子部品に対する実験の様子を表した図である。 変形例である巻線型電子部品の外観図である。

（巻線型電子部品の構成、図１参照）
一実施例に係る巻線型電子部品１について図面を参照しながら説明する。以下で、巻芯部１４が延在している方向をｘ軸方向と定義する。また、ｘ軸方向から平面視したとき、鍔部１６の長辺に沿った方向をｙ軸方向と定義し、鍔部１６の短辺に沿った方向をｚ軸方向と定義する。なお、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。

巻線型電子部品１は、図１に示すように、コア１２、巻線２０，２１及び外部電極２２〜２５を備えている。

コア１２は、例えばフェライト等の磁性材料、アルミナ等の絶縁材料により構成され、巻芯部１４及び鍔部１６，１８を含んでいる。

巻芯部１４は、ｘ軸方向に延在している角柱状の部材である。ただし、巻芯部１４は、角柱状に限らず、円柱状であってもよい。

鍔部１６，１８は、巻芯部１４におけるｘ軸方向（延在方向）の両端に設けられている。具体的には、鍔部１６は、巻芯部１４のｘ軸方向の負方向側の一端に設けられている。鍔部１８は、巻芯部１４のｘ軸方向の正方向側の他端に設けられている。

鍔部１６は、巻芯部１４から少なくともｚ軸方向の正方向側（第１の方向）に張り出した形状を成している。本実施形態では、鍔部１６は、ｚ軸方向の正負両側及びｙ軸方向の正負両側に張り出すことにより、ｘ軸方向に直交する直交方向の全ての方向に張り出した形状を成している。また、鍔部１６のｚ軸方向の正方向側の面Ｓ１（第１の面）から、巻芯部１４のｚ軸方向の正方向側に位置する面Ｓ１０（第２の面）の一部に向かって延びる斜面Ｓ１２が設けられている。なお、斜面Ｓ１２は、平面をなしており、斜面Ｓ１２と面Ｓ１０とが成す角の角度は、ｙ軸方向から見ると、鈍角である。すなわち、斜面Ｓ１２の法線は、ｘ軸方向の正方向の成分及びｚ軸方向の正方向の成分を有している。

また、面Ｓ１（第１の面）には、凸部１６ａ，１６ｂが、ｙ軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順に並ぶように設けられている。また、凸部１６ａ，１６ｂは、互いに接触しないように間隔をあけた状態で並んでいる。凸部１６ａは、ｚ軸方向から平面視すると、略矩形状を成しており、ｘ軸方向の正方向側に位置する辺Ｌ１とｙ軸方向の正方向側に位置する辺Ｌ２との成す角には面取りが施されている。また、凸部１６ａのｚ軸方向の正方向側の面Ｓ３は平面である。凸部１６ｂは、ｚ軸方向から平面視すると、矩形状を成しており、凸部１６ｂのｚ軸方向の正方向側の面Ｓ４は、平面である。

鍔部１８は、巻芯部１４から少なくともｚ軸方向の正方向側（第１の方向）に張り出した形状をなしている。本実施形態では、鍔部１８は、ｚ軸方向の正負両側及びｙ軸方向の正負両側に張り出すことにより、ｘ軸方向に直交する直交方向の全ての方向に張り出した形状を成している。また、鍔部１８のｚ軸方向の正方向側の面Ｓ５（第１の面）から、巻芯部１４のｚ軸方向の正方向側に位置する面Ｓ１０（第２の面）の一部に向かって延びる斜面Ｓ１４が設けられている。なお、斜面Ｓ１４は、平面をなしており、斜面Ｓ１４と面Ｓ１０とが成す角の角度は、ｙ軸方向から見ると、鈍角である。すなわち、斜面Ｓ１４の法線は、ｘ軸方向の負方向の成分及びｚ軸方向の正方向の成分を有している。

また、面Ｓ５（第１の面）には、凸部１８ａ，１８ｂが、ｙ軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順に並ぶように設けられている。また、凸部１８ａ，１８ｂは、互いに接触しないように間隔をあけた状態で並んでいる。凸部１８ａは、ｚ軸方向から平面視すると、矩形状を成しており、凸部１８ａのｚ軸方向の正方向側の面Ｓ７は、平面である。凸部１８ｂは、ｚ軸方向から平面視すると、略矩形状を成しており、ｘ軸方向の負方向側に位置する辺Ｌ３とｙ軸方向の負方向側に位置する辺Ｌ４との成す角には面取りが施されている。また、凸部１８ｂのｚ軸方向の正方向側の面Ｓ８は平面である。

鍔部１６，１８は、巻芯部１４の中心を通りｚ軸と平行な直線に関して対称である。そして、凸部１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂにおける面Ｓ３、Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８は、巻線型電子部品１が回路基板に実装される際に、回路基板と対向する実装面である。

外部電極２２〜２５は、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｕ，Ｎｉ等のＮｉ系合金やＡｇ、Ｃｕ、Ｓｎ等により構成されている。外部電極２２は、凸部１６ａの面Ｓ３とその周囲を覆うように設けられている。外部電極２３は、凸部１６ｂの面Ｓ４とその周囲を覆うように設けられている。外部電極２４は、凸部１８ａの面Ｓ７とその周囲を覆うように設けられている。外部電極２５は、凸部１８ｂの面Ｓ８とその周囲を覆うように設けられている。

巻線２０，２１は、図１に示すように、巻芯部１４に巻き回されている導線であり、銅や銀といった導電性材料を主成分とする芯線がポリウレタン等の絶縁材料により被覆されることにより構成されている。

巻線２０のｘ軸方向の負方向側の一端は、面Ｓ３において外部電極２２と接続され、巻線２０のｘ軸方向の正方向側の他端は、面Ｓ７において外部電極２４と接続されている。巻線２０のｘ軸方向の負方向側の端部近傍は、斜面Ｓ１２上をｘ軸方向の負方向側に向かって進行した後に、辺Ｌ１を経由して面Ｓ３に乗り上げている。一方、巻線２０のｘ軸方向の正方向側の端部近傍は、斜面Ｓ１４上をｘ軸方向の正方向側及びｙ軸方向の負方向側に向かって進行した後、ｙ軸方向の正方向側の辺を経由して面Ｓ７に乗り上げている。

また、巻線２１のｘ軸方向の負方向側の一端は、面Ｓ４において外部電極２３と接続され、巻線２１のｘ軸方向の正方向側の他端は、面Ｓ８において外部電極２５と接続されている。巻線２１のｘ軸方向の負方向側の端部近傍は、斜面Ｓ１２上をｘ軸方向の負方向側及びｙ軸方向の正方向側に向かって進行した後、ｙ軸方向の負方向側の辺を経由して面Ｓ４に乗り上げている。一方、巻線２１のｘ軸方向の正方向側の端部近傍は、斜面Ｓ１４上をｘ軸方向の正方向側に向かって進行した後に、辺Ｌ３を経由して面Ｓ８に乗り上げている。

（巻線型電子部品の機能）
以上のように構成された巻線型電子部品１では、以下で説明するような機能を有する。

巻線型電子部品１では、巻線２０，２１の互いの中心軸が一致するように設けられているため、巻線２０に流入した電流により発生した磁束が、巻線２１を通過し、巻線２１に流入した電流により発生した磁束が、巻線２０を通過する。

このとき、コモンモードの電流により発生する磁束の方向は、同じ方向である。そのため、巻線２０，２１で発生した磁束同士が一体となって強め合い、コモンモードの電流に対してインピーダンスが発生する。

一方、ノーマルモードの電流が流れた場合には、巻線２０において発生する磁束と巻線２１において発生する磁束とは、逆方向となる。従って、ノーマルモードの電流に対しては、インピーダンスが発生しない。以上より、巻線型電子部品１は、コモンモードチョークコイルとして機能する。

（巻線型電子部品の製造方法）
以下に、実施例である巻線型電子部品の製造方法について説明する。

まず、コア１２の材料となるフェライトを主成分とした粉末を準備する。そして、準備したフェライト粉末を、雌型に充填する。充填した粉末を雄型で加圧することによって、巻芯部１４の形状及び鍔部１６，１８の形状を成形する。

次に、巻芯部１４及び鍔部１６，１８の成形終了後に焼成を行い、コア１２が完成する。

そして、コア１２の鍔部１６，１８の凸部１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂに外部電極２２〜２５を形成する。具体的には、まず、Ａｇペーストが満たされた容器に凸部１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂを浸漬させて、各凸部にＡｇペーストを付着させる。次に、付着したＡｇペーストを乾燥させ、焼成することによって、凸部１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂに下地電極であるＡｇ膜を形成する。更に、電気めっきなどにより、Ｎｉ系合金の金属膜をＡｇ膜上に形成する。以上により、外部電極２２〜２５が形成される。

次に、コア１２の巻芯部１４に巻線２０，２１を巻きつける。この際、巻線２０，２１の両端を所定量だけ巻芯部１４から引き出しておく。最後に、巻線２０，２１の引き出された部分を外部電極２２〜２５に対して熱圧着により接続する。以上のような工程を経て、巻線型電子部品１が完成する。

（効果 図１、図２参照）
巻線型電子部品１の巻線２１のｘ軸方向の負方向側の端部近傍は、ｚ軸方向の正方向側から平面視したときに、ｙ軸方向の正方向側へと進行しながら凸部１６ａ，１６ｂの間の空間を横切っている。そして、巻線２１のｘ軸方向の負方向側の端部は、面Ｓ４にて外部電極２３と接続されている。このとき、巻線型電子部品１のコア１２には、斜面Ｓ１２が設けられているので、巻線２１のｘ軸方向の負方向側の端部近傍は、斜面Ｓ１２に沿って面Ｓ４上に到達することができる。これにより、巻線２１の斜面Ｓ１２に沿っている部分は、宙に浮いた状態を回避できる。従って、巻線型電子部品１を回路基板に実装する際に、鍔部１６と該回路基板との間に異物が挟み込まれても、巻線２１の端部近傍が異物によって押し込まれにくくなり、断線の発生を抑制できる。巻線２０のｘ軸方向の正方向側の端部についても、斜面Ｓ１４を設けたことにより、上記と同様の原理で、断線の発生を抑制することができる。

本願発明者は、上述の効果を明確なものとするために、回路基板と巻線型電子部品の鍔部に異物が挟み込まれた状態を模擬した実験を行った。具体的には、実験は、巻線型電子部品１に相当するサンプル１、及び、特許文献１に記載のコアと同種のコアが用いられた巻線型電子部品に相当するサンプル２を用いて、図２に示すように、コアに巻かれた巻線を挟んだ状態で、鍔部に１０Ｎの荷重を１分間かけて行われた。なお、サンプル１及びサンプル２の巻線の線径は共に３０μｍであり、サンプルの個数はそれぞれ５０個である。

実験の結果、サンプル２では４４個が断線したのに対し、サンプル１の断線は０個だった。これは、巻線型電子部品１では、巻線の断線が抑制されたことを示している。

ところで、外部電極２２〜２５は、鍔部１６，１８の面Ｓ１，Ｓ５上にそれぞれ独立して設けられた凸部１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂ上に位置している。つまり、各外部電極２２〜２５は接触していない。従って、巻線２０に流入した電流と、巻線２１に流入した電流とが混信することが抑制される。

（変形例、図３参照）
変形例である巻線型電子部品１Ａと巻線型電子部品１との相違点は、図３に示すように、鍔部１６，１８の形状である。

具体的には、巻線型電子部品１Ａの鍔部１６の巻芯部１４と接触する面Ｓ２（第３の面）のうち、巻芯部１２からｙ軸方向（第２の方向）にはみ出た部分Ｓ２ａ，Ｓ２ｂが、図３に示すように、斜面Ｓ１２と面Ｓ１０とが成す交線Ｌ５に対して、ｘ軸方向の負方向側に位置している。つまり、部分Ｓ２ａは、交線Ｌ５に対して、ｘ軸方向において、巻芯部１４の中心ＣＰから離れた位置に位置している。

また、鍔部１８の面Ｓ６についても、面Ｓ６における巻芯部１４からｙ軸方向（第２の方向）にはみ出た部分が、ｘ軸方向における巻芯部１４の中心ＣＰから離れた位置に位置している。他の構成は前記実施例と同様である。従って、本変形例において鍔部１６，１８以外の説明は前記実施例での説明のとおりである。

変形例である巻線型電子部品１Ａでは、巻芯部１２からｙ軸方向にはみ出た部分Ｓ２ａ，Ｓ２ｂが、交線Ｌ５に対してｘ軸方向の負方向側に位置していることにより、巻線型電子部品１と比べ、巻芯部１４の面積が増加する。従って、巻線２０，２１の巻き回す面積が増加するため、巻線型電子部品１Ａでは、巻線型電子部品１と比べ、インダクタンス値の調整が容易になる。

（他の実施例）
本発明に係る巻線型電子部品のコア、巻線型電子部品及びコモンモードチョークコイルは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

なお、斜面Ｓ１２，Ｓ１４は、平面であるとしたが、曲面であってもよい。具体的には、斜面Ｓ１２，Ｓ１４は、ｚ軸方向の正方向側に向かって突出する凸状の曲面であってもよいし、ｚ軸方向の負方向側に向かって窪んだ凹状の曲面であってもよい。

以上のように、本発明は、巻線型電子部品のコア、巻線型電子部品及びコモンモードチョークコイルに有用であり、巻線の断線を抑制することができる点で優れている。

Ｌ５ 交線
Ｓ１，Ｓ５ 面（第１の面）
Ｓ２，Ｓ６ 面（第３の面）
Ｓ１０ 面（第２の面）
Ｓ１２，Ｓ１４ 斜面
１，１Ａ 巻線型電子部品
１２ コア
１４ 巻芯部
１６，１８ 鍔部
１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂ 凸部
２０，２１ 巻線
２２〜２５ 外部電極

Claims (6)

1. 巻線が巻き回される巻芯部と、
   前記巻芯部の延在方向の両端に設けられ、該延在方向と直交する第１の方向に張り出している鍔部と、
   を備え、
   前記鍔部の前記第１の方向に位置する第１の面上には、複数の凸部が設けられ、
   前記第１の面から前記巻芯部における第１の方向に位置する第２の面の一部に向かって延びる斜面が設けられていること、
   を特徴とする巻線型電子部品のコア。
2. 前記斜面と前記第２の面とが成す角の角度は、前記第１の方向及び前記延在方向と直交する第２の方向から見ると、鈍角であること、
   を特徴とする請求項１に記載の巻線型電子部品のコア。
3. 前記鍔部における前記巻芯部と接触する第３の面のうち、第２の方向に向かって前記巻芯部からはみ出た部分は、前記斜面と前記第２の面との交線に対して、該延在方向における該巻芯部の中心から離れた位置に位置していること、
   を特徴とする請求項２に記載の巻線型電子部品のコア。
4. 前記複数の凸部は、互いに間隔をあけた状態で第２の方向に並んでいること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の巻線型電子部品のコア。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のコアと、
   巻線と、
   前記複数の凸部のそれぞれに設けられた複数の外部電極と、
   を備えることを特徴とする巻線型電子部品。
6. 請求項１ないし請求項４いずれかに記載のコアと、
   巻線と、
   前記複数の凸部のそれぞれに設けられた複数の外部電極と、
   を備えることを特徴とするコモンモードチョークコイル。

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