JP2015070016A

JP2015070016A - コイル部品

Info

Publication number: JP2015070016A
Application number: JP2013201107A
Authority: JP
Inventors: 宗和犬伏; Munekazu Inubushi; 孝輔橘; Kosuke Tachibana
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: US9688506B2; JP6011505B2; CN104517711A; CN104517711B; US20150090834A1

Abstract

【課題】２重以上に巻線がコアの巻芯部に巻き付けられて構成されたコイル部品において、２重目以上において端に位置する巻線が巻芯部に脱落することを抑制することである。【解決手段】所定方向に延在する巻芯部を含むコアと、前記巻芯部に２重以上に巻き付けられている巻線と、を備えており、ｎを自然数としたときに、ｎ＋１重目の前記所定方向の一方側の端に位置する第１の巻線は、ｎ重目において該所定方向に隣り合う第２の巻線と第３の巻線との間に形成された隙間上に位置していること、を特徴とするコイル部品。【選択図】図２

Description

本発明は、コイル部品に関し、より特定的には、コアに巻線が巻き付けられて構成されたコイル部品に関する。

従来のコイル部品に関する発明としては、例えば、特許文献１に記載の巻線型コイルが知られている。図３は、特許文献１に記載の巻線型コイルの断面構造図である。

特許文献１に記載の巻線型コイルは、図３に示すように、巻胴部１０３に巻線１０６が３重に巻き付けられている。このような巻線型コイルでは、２重目の端に位置する巻線１０６ａや３重目の端に位置する巻線１０６ｂが巻胴部１０３上に脱落するおそれがある。

特開平４−３２９６０６号公報

そこで、本発明の目的は、２重以上に巻線がコアの巻芯部に巻き付けられて構成されたコイル部品において、２重目以上において端に位置する巻線が巻芯部に脱落することを抑制することである。

本発明の一形態に係るコイル部品は、所定方向に延在する巻芯部を含むコアと、前記巻芯部に２重以上に巻き付けられている巻線と、を備えており、ｎを自然数としたときに、ｎ＋１重目の前記所定方向の一方側の端に位置する第１の巻線は、ｎ重目において該所定方向に隣り合う第２の巻線と第３の巻線との間に形成された隙間上に位置していること、を特徴とする。

本発明によれば、２重以上に巻線がコアの巻芯部に巻き付けられて構成されたコイル部品において、２重目以上において端に位置する巻線が巻芯部に脱落することを抑制できる。

コイル部品１０の外観斜視図である。図１のコイル部品１０のＡ−Ａにおける断面構造図である。特許文献１に記載の巻線型コイルの断面構造図である。

以下に、本発明の一実施形態に係るコイル部品１０について図面を参照しながら説明する。図１は、コイル部品１０の外観斜視図である。図２は、図１のコイル部品１０のＡ−Ａにおける断面構造図である。以下では、図１の上下方向を単に上下方向と定義する。巻芯部１２ａが延在している方向を前後方向と定義する。また、上下方向及び前後方向に直交する方向を左右方向と定義する。

コイル部品１０は、図１に示すように、コア１２、巻線１６及び外部電極１４ａ，１４ｂを備えている。

コア１２は、例えばフェライト、アルミナ等の磁性材料により構成され、巻芯部１２ａ及び鍔部１２ｂ，１２ｃを含んでいる。

巻芯部１２ａは、前後方向に延在している角柱状の部材である。ただし、巻芯部１２ａは、角柱状に限らず、円柱状や多角形状であってもよい。

鍔部１２ｂは、図１に示すように、巻芯部１２ａの後ろ側の端部に設けられている前後方向に薄い直方体状をなしている。鍔部１２ｂは、前側から平面視したときに、巻芯部１２ａに対して上下左右方向に張り出している。

鍔部１２ｃは、図１に示すように、巻芯部１２ａの前側の端部に設けられている前後方向に薄い直方体状をなしている。鍔部１２ｃは、前側から平面視したときに、巻芯部１２ａに対して上下左右方向に張り出している。

外部電極１４ａは、鍔部１２ｂの底面に設けられており、該底面に隣接する４つの面にはみ出している。外部電極１４ｂは、鍔部１２ｃの底面に設けられており、該底面に隣接する４つの面にはみ出している。外部電極１４ａ，１４ｂは、例えば、鍔部１２ｂ，１２ｃにＡｇを主成分とする導電性ペーストが塗布されて形成された下地電極にＮｉめっき及びＳｎめっきが施されて形成される。

巻線１６は、図１に示すように、巻芯部１２ａに巻き付けら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１６は、図２に示すように、巻芯部１２ａに対して３重に巻き付けられている。具体的には、巻線１６の１重目は、巻芯部１２ａの後端から前端へと前側から平面視したときに反時計回りに周回しながら巻き付けられている。巻線１６の１重目とは、巻線１６において巻芯部１２ａに直接に巻き付けられている部分である。巻線１６の２重目は、巻芯部１２ａの前端から後端へと前側から平面視したときに反時計回りに周回しながら巻き付けられている。巻線１６の２重目とは、巻線１６において１重目の巻線１６上に巻き付けられている部分である。巻線１６の３重目は、巻芯部１２ａの後端から前端へと前側から平面視したときに反時計回りに周回しながら巻き付けられている。巻線１６の３重目とは、巻線１６において２重目の巻線１６上に巻き付けられている部分である。また、巻線１６の両端はそれぞれ、外部電極１４ａ，１４ｂに対して熱圧着により接続されている。

ここで、巻線１６が３重に巻き付けられると、２重目及び３重目において前後方向の両端に位置する巻線１６が巻芯部１２ａ上に脱落するおそれがある。そこで、コイル部品１０では、２重目の前端に位置する巻線１６ｅは、１重目において前後に隣り合う巻線１６ａと巻線１６ｂとの間に形成された隙間Ｓｐ１上に位置している。より詳細には、巻線１６の１重目において、前から３番目及び２番目の巻線１６ａ，１６ｂの間には、隙間Ｓｐ１が形成されている。そして、巻線１６の２重目において、前端に位置する１６ｅは、隙間Ｓｐ１上において巻線１６ａ，１６ｂに支持されている。

また、３重目の前端に位置する巻線１６ｆは、２重目において前後に隣り合う巻線１６ｄと巻線１６ｅとの間に形成された隙間Ｓｐ２上に位置している。より詳細には、巻線１６の２重目において、前から２番目及び１番目の巻線１６ｄ，１６ｅの間には、隙間Ｓｐ２が形成されている。そして、巻線１６の３重目において、前端に位置する１６ｆは、隙間Ｓｐ２上において巻線１６ｄ，１６ｅに支持されている。

また、巻線１６は、巻芯部１２ａの後端近傍においても巻芯部１２ａの前端近傍と同じ構造を有している。より詳細には、２重目の後端に位置する巻線１６ｋは、１重目において前後に隣り合う巻線１６ｇと巻線１６ｈとの間に形成された隙間Ｓｐ３上に位置している。より詳細には、巻線１６の１重目において、後ろから３番目及び２番目の巻線１６ｇ，１６ｈの間には、隙間Ｓｐ３が形成されている。そして、巻線１６の２重目において、後端に位置する１６ｋは、隙間Ｓｐ３上において巻線１６ｇ，１６ｈに支持されている。

また、３重目の後端に位置する巻線１６ｌは、２重目において前後に隣り合う巻線１６ｊと巻線１６ｋとの間に形成された隙間Ｓｐ４上に位置している。より詳細には、巻線１６の２重目において、後ろから２番目及び１番目の巻線１６ｊ，１６ｋの間には、隙間Ｓｐ４が形成されている。そして、巻線１６の３重目において、前端に位置する１６ｌは、隙間Ｓｐ４上において巻線１６ｊ，１６ｋに支持されている。

ここで、隙間Ｓｐ１〜Ｓｐ４の前後方向における幅（以下、単に隙間Ｓｐ１〜Ｓｐ４の幅と呼ぶ）について説明する。コイル部品１０では、巻線１６は、図２に示すように、隙間が生じないように密に巻芯部１２ａに巻き付けられている。一方、巻線１６ａと巻線１６ｂとの間、巻線１６ｄと巻線１６ｅとの間、巻線１６ｇと巻線１６ｈとの間、及び、巻線１６ｊと巻線１６ｋとの間には、意図的に隙間Ｓｐ１〜Ｓｐ４を形成している。したがって、隙間Ｓｐ１，Ｓｐ３の幅は、１重目における巻線１６ａと巻線１６ｂとの間に形成された隙間及び巻線１６ｇと巻線１６ｈとの間に形成された隙間を除く巻線１６間に形成された隙間よりも大きい。また、隙間Ｓｐ２，Ｓｐ４の幅は、２重目における巻線１６ｄと巻線１６ｅとの間に形成された隙間及び巻線１６ｊと巻線１６ｋとの間に形成された隙間を除く巻線１６間に形成された隙間よりも大きい。

このように、巻線１６ｅが隙間Ｓｐ１上に位置して巻線１６ａ，１６ｂにより支持されることにより、巻線１６ｅが巻線１６ｂ，１６ｃを乗り越えて巻芯部１２ａに脱落することが抑制される。より詳細には、巻線１６ｅと巻線１６ａ，１６ｂとの上下方向における重なり量は、隙間Ｓｐ１が存在する場合の方が、隙間Ｓｐ１が存在しない場合よりも大きい。そのため、巻線１６ｅが巻線１６ｂ，１６ｃを乗り越えるためには、隙間Ｓｐ１が存在する場合の方が、隙間Ｓｐ１が存在しない場合よりも、巻線１６ｅが大きく上側に移動する必要がある。よって、コイル部品１０では、巻線１６ｅが巻線１６ｂ，１６ｃを乗り越えて巻芯部１２ａに脱落することが抑制される。また、同様の理由により、巻線１６ｆが巻線１６ｅを乗り越えて巻芯部１２ａに脱落することが抑制され、巻線１６ｋが巻線１６ｈ，１６ｉを乗り越えて巻芯部１２ａに脱落することが抑制され、巻線１６ｌが巻線１６ｋを乗り越えて巻芯部１２ａに脱落することが抑制される。

また、隙間Ｓｐ１の幅が大きくなるにしたがって、巻線１６ｅと巻線１６ａ，１６ｂとの上下方向における重なり量が大きくなり、巻線１６ｅが巻線１６ｂ，１６ｃを乗り越えて巻芯部１２ａに脱落することが抑制される。同様に、隙間Ｓｐ２の幅が大きくなるにしたがって、巻線１６ｆと巻線１６ｄ，１６ｅとの上下方向における重なりが大きくなり、巻線１６ｆが巻線１６ｅを乗り越えて巻芯部１２ａに脱落することが抑制される。隙間Ｓｐ３の幅が大きくなるにしたがって、巻線１６ｋと巻線１６ｇ，１６ｈとの上下方向における重なりが大きくなり、巻線１６ｋが巻線１６ｈ，１６ｉを乗り越えて巻芯部１２ａに脱落することが抑制される。隙間Ｓｐ４の幅が大きくなるにしたがって、巻線１６ｌと巻線１６ｊ，１６ｋとの上下方向における重なりが大きくなり、巻線１６ｌが巻線１６ｋを乗り越えて巻芯部１２ａに脱落することが抑制される。

しかしながら、隙間Ｓｐ１〜Ｓｐ４の幅が大きすぎると、巻線１６ｅ，１６ｆ，１６ｋ，１６ｌが隙間Ｓｐ１〜Ｓｐ４内に落下する（以下、段落ちと呼ぶ）。よって、隙間Ｓｐ１〜Ｓｐ４は、巻線１６の直径よりも小さいことが好ましい。そして、より効果的に段落ちを防止するためには、隙間Ｓｐ１〜Ｓｐ４の幅は、巻線１６の直径の半分以下であることが好ましい。本願発明者は、隙間Ｓｐ１〜Ｓｐ４の幅が、巻線１６の直径の半分以下であることが好ましいことを立証するために、以下に説明する実験を行った。

本願発明者は、１５μｍの直径を有する巻線１６を巻芯部１２ａに対して１重目及び２重目のそれぞれにおいて１５ターンずつ巻き付けたコイル部品１０を作製した。すなわち、図２の巻線１６の３重目が存在しないコイル部品１０を作製した。この際、隙間Ｓｐ１の幅を５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、４０μｍ及び５０μｍに変化させた。以下では、隙間Ｓｐ１の幅が５μｍであるサンプルを第１のサンプルと呼ぶ。隙間Ｓｐ１の幅が１０μｍであるサンプルを第２のサンプルと呼ぶ。隙間Ｓｐ１の幅が１５μｍであるサンプルを第３のサンプルと呼ぶ。隙間Ｓｐ１の幅が２０μｍであるサンプルを第４のサンプルと呼ぶ。隙間Ｓｐ１の幅が２５μｍであるサンプルを第５のサンプルと呼ぶ。隙間Ｓｐ１の幅が３０μｍであるサンプルを第６のサンプルと呼ぶ。隙間Ｓｐ１の幅が４０μｍであるサンプルを第７のサンプルと呼ぶ。隙間Ｓｐ１の幅が５０μｍであるサンプルを第８のサンプルと呼ぶ。以下に、第１のサンプルないし第８のサンプルの（隙間Ｓｐ１の幅）／（巻線の直径）を示す。

第１のサンプル：０．１７
第２のサンプル：０．３３
第３のサンプル：０．５０
第４のサンプル：０．６７
第５のサンプル：０．８３
第６のサンプル：１．００
第７のサンプル：１.３３
第８のサンプル：１.６７

本願発明者は、第１のサンプルないし第８のサンプルをそれぞれ１００個ずつ作製し、各サンプルに発生した段落ちの割合を調べた。以下に、実験結果を示す。

第１のサンプル：０％
第２のサンプル：０％
第３のサンプル：０％
第４のサンプル：３３％
第５のサンプル：７２％
第６のサンプル：１００％
第７のサンプル：１００％
第８のサンプル：１００％

実験結果によれば、（隙間Ｓｐ１の幅）／（巻線の直径）が１．００より小さい第１のサンプルないし第５のサンプルにおいて段落ちの発生が低減されていることが分かる。更に、（隙間Ｓｐ１の幅）／（巻線の直径）が０．５０以下である第１のサンプルないし第３のサンプルにおいて段落ちが発生していないことが分かる。よって、より効果的に段落ちを防止するためには、隙間Ｓｐ１〜Ｓｐ４の幅は、巻線１６の直径の半分以下であることが好ましい。

また、１重目において、巻線１６ａ，１６ｂよりも前側に巻線１６ｃが設けられている。これにより、巻線１６ｂが前側に移動することが規制される。その結果、巻線１６ｅの段落ちが発生することを抑制できる。

また、１重目において、巻線１６ｇ，１６ｈよりも後ろ側に巻線１６ｉが設けられている。これにより、巻線１６ｈが後ろ側に移動することが規制される。その結果、巻線１６ｋの段落ちが発生することを抑制できる。

なお、コイル部品１０において、隙間Ｓｐ１又は隙間Ｓｐ３のいずれか一方のみが形成されていてもよい。隙間Ｓｐ１が形成された場合には、隙間Ｓｐ１の幅は、１重目における巻線１６ａと巻線１６ｂとの間に形成された隙間を除く巻線１６間に形成された隙間の幅よりも大きければよい。隙間Ｓｐ３が形成された場合には、隙間Ｓｐ３の幅は、１重目における巻線１６ｇと巻線１６ｈとの間に形成された隙間を除く巻線１６間に形成された隙間の幅よりも大きければよい。また、コイル部品１０において、隙間Ｓｐ２又は隙間Ｓｐ４のいずれか一方のみが形成されていてもよい。

なお、コイル部品１０において、巻線１６は、巻芯部１２ａに２重以上に巻き付けられていればよい。ただし、巻芯部１２ａが水平方向と平行な状態で回路基板に実装される横巻きタイプのコイル部品１０では、奇数重巻きであることが好ましい。横巻きタイプのコイル部品１０では、鍔部１２ｂ，１２ｃのそれぞれに外部電極１４ａ，１４ｂが設けられているので、巻線１６の両端を巻芯部１２ａの両端に引き出す必要があるためである。

一方、巻芯部１２ａが鉛直方向と平行な状態で回路基板に実装される縦巻きタイプのコイル部品では、偶数重巻きであることが好ましい。縦巻きタイプのコイル部品では、鍔部１２ｂ，１２ｃのいずれか一方に外部電極１４ａ，１４ｂが設けられているので、巻線１６の両端を巻芯部１２ａの一端に引き出す必要があるためである。

また、コイル部品１０では、ｎを自然数としたときに、ｎ＋１重目の前端に位置する巻線１６は、ｎ重目において前後に隣り合う２つの巻線１６との間に形成された隙間上に位置していればよい。そして、コイル部品１０のようにｎ＝１又はｎ＝２に限らない。すなわち、１重目の巻線１６と２重目の巻線１６との位置関係、及び、２重目の巻線１６と３重目の巻線１６との位置関係に限らない。

以上のように、本発明は、コイル部品に有用であり、特に、２重以上に巻線がコアの巻芯部に巻き付けられて構成されたコイル部品において、２重目以上において端に位置する巻線が巻芯部に脱落することを抑制できる点において優れている。

Ｓｐ１〜Ｓｐ４隙間
１０コイル部品
１２コア
１２ａ巻芯部
１２ｂ，１２ｃ鍔部
１４ａ，１４ｂ外部電極
１６，１６ａ〜１６ｌ巻線

Claims

所定方向に延在する巻芯部を含むコアと、
前記巻芯部に２重以上に巻き付けられている巻線と、
を備えており、
ｎを自然数としたときに、ｎ＋１重目の前記所定方向の一方側の端に位置する第１の巻線は、ｎ重目において該所定方向に隣り合う第２の巻線と第３の巻線との間に形成された隙間上に位置していること、
を特徴とするコイル部品。
前記第２の巻線と前記第３の巻線との間に形成された隙間の前記所定方向における幅は、ｎ重目における該第２の巻線と該第３の巻線との間に形成された隙間を除く前記巻線間に形成された隙間の該所定方向における幅よりも大きく、かつ、前記巻線の直径よりも小さいこと、
を特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
前記第２の巻線と前記第３の巻線との間に形成された隙間の前記所定方向における幅は、前記巻線の直径の半分以下であること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のコイル部品。
ｎ重目において、前記第２の巻線及び前記第３の巻線よりも前記所定方向の一方側に第４の巻線が設けられていること、
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コイル部品。
ｎを自然数としたときに、ｎ＋１重目の前記所定方向の他方側の端に位置する第５の巻線は、ｎ重目において該所定方向に隣り合う第６の巻線と第７の巻線との間に形成された隙間上に位置しており、
前記第６の巻線と前記第７の巻線との間に形成された隙間の前記所定方向における幅、及び、前記前記第２の巻線と前記第３の巻線との間に形成された隙間の該所定方向における幅は、ｎ重目における該第２の巻線と該第３の巻線との間に形成された隙間及び第６の巻線と第７の巻線との間に形成された隙間を除く前記巻線間に形成された隙間よりも大きく、かつ、前記巻線の直径よりも小さいこと、
を特徴とする請求項１に記載のコイル部品。