JP2020170806A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】実装基板の変形に起因する磁性コアの破損を防止するコイル部品を提供する。【解決手段】コイル部品１は、磁性コア１０の巻芯部１３に巻回されたワイヤＷ１と、磁性コア１０に固定された板状の磁性コア２０と、磁性コア２０に固定され、ワイヤＷ１の一端Ｗ１ａ及び他端Ｗ１ｂがそれぞれ継線された端子金具４１、４２とを備える。端子金具４１、４２は、磁性コア２０に固定された固定部と、磁性コア２０と接することなく固定部に接続された板バネ部とを有する。【効果】これによれば、コイル部品１を実装基板に実装した後、実装基板にたわみなどの変形が生じた場合であっても、板バネ部によって磁性コア２０に加わる応力が緩和される。これにより、実装基板の変形に起因する磁性コア２０の破損を防止することが可能となる。【選択図】図２

Description

本発明はコイル部品に関し、特に、ワイヤが巻回された巻芯部の下方に板状の磁性コアが設けられ、板状の磁性コアに端子電極が設けられた構造を有するコイル部品に関する。

特許文献１には、ワイヤが巻回された巻芯部の下方にＮｉ−Ｚｎ系フェライトからなる板状の磁性コアが設けられ、板状の磁性コアに端子電極が設けられた構造を有するコイル部品が開示されている。特許文献１においては、端子電極が磁性コアの周縁から実装面に跨って接着されている。

特開２０１０−１０３５４号公報

しかしながら、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトなどの磁性材料は脆性であることから、コイル部品を実装基板に実装した後、実装基板にたわみなどの変形が生じると、板状の磁性コアが割れるおそれがあった。

したがって、本発明は、ワイヤが巻回された巻芯部の下方に板状の磁性コアが設けられ、板状の磁性コアに端子電極が設けられた構造を有するコイル部品において、実装基板の変形に起因する磁性コアの破損を防止することを目的とする。

本発明によるコイル部品は、巻芯部を有する第１の磁性コアと、第１の磁性コアの巻芯部に巻回された第１のワイヤと、第１の磁性コアに固定された板状の第２の磁性コアと、第２の磁性コアに固定され、第１のワイヤの一端及び他端がそれぞれ継線された第１及び第２の端子金具とを備え、第１及び第２の端子金具は、第２の磁性コアに固定された固定部と、第２の磁性コアと接することなく固定部に接続された板バネ部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、端子金具が板バネ部を有していることから、コイル部品を実装基板に実装した後、実装基板にたわみなどの変形が生じた場合であっても、板バネ部によって第２の磁性コアに加わる応力が緩和される。これにより、実装基板の変形に起因する第２の磁性コアの破損を防止することが可能となる。

本発明において、第１及び第２の端子金具の固定部は、第２の磁性コアを挟み込むよう、第２の磁性コアに嵌合されていても構わない。これによれば、端子金具を第２の磁性コアに対して強固に固定することが可能となる。この場合、第１及び第２の端子金具の固定部は、接着剤を介して第２の磁性コアに接着されていても構わない。これによれば、第２の磁性コアに対する嵌合が不十分であっても、端子金具が第２の磁性コアから脱落することがなくなる。

本発明において、第１及び第２の端子金具は、第１のワイヤの一端及び他端がそれぞれ継線される折り曲げ可能な継線部をさらに有し、第１のワイヤの一端及び他端は、折り曲げられた継線部と固定部の間に挟み込まれていても構わない。これによれば、第１のワイヤと端子金具を強固に固定することが可能となる。

本発明によるコイル部品は、第１の磁性コアの巻芯部に巻回された第２のワイヤと、第２の磁性コアに固定され、第２のワイヤの一端及び他端がそれぞれ継線された第３及び第４の端子金具とをさらに備え、第２の磁性コアは、第１の磁性コアと向かい合う上面と、上面の反対側に位置する下面と、巻芯部の軸方向と平行であり、且つ、互いに反対側に位置する第１及び第２の側面を有し、第１及び第３の端子金具は、上面と下面を挟み込むよう、第１の側面に沿って軸方向に配列され、第２及び第４の端子金具は、上面と下面を挟み込むよう、第２の側面に沿って前記軸方向に配列されていても構わない。これによれば、２本のワイヤの一方の端部が第２の磁性コアの第１の側面に沿って軸方向に配列され、２本のワイヤの他方の端部が第２の磁性コアの第２の側面に配列されていることから、第１の磁性コアの鍔部に開口部を設ける必要がなく、これにより高いインダクタンスを得ることが可能となる。

このように、本発明によれば、ワイヤが巻回された巻芯部の下方に板状の磁性コアが設けられ、板状の磁性コアに端子電極が設けられた構造を有するコイル部品において、実装基板の変形に起因する磁性コアの破損を防止することが可能となる。

図１は、本発明の好ましい実施形態によるコイル部品１の外観を示す略斜視図である。 図２は、コイル部品１の略分解斜視図である。 図３は、第２の磁性コア２０と端子金具４１〜４４の位置関係を説明するための略平面図である。 図４は、ワイヤＷ１，Ｗ２の巻回パターンの一例を説明するための模式図である。 図５は、コイル部品１を実装基板８に搭載した状態を示す略平面図である。 図６は、端子金具４１〜４４の形状を説明するための略斜視図である。 図７は、端子金具４１を第２の磁性コア２０に固定した状態を説明するための略断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施形態によるコイル部品１の外観を示す略斜視図である。また、図２は、コイル部品１の略分解斜視図である。

本実施形態によるコイル部品１は、電源用のコモンモードフィルタ又は結合インダクタとして使用することが好適なコイル部品であり、図１及び図２に示すように、ドラム型である第１の磁性コア１０と、第１の磁性コア１０を下方から覆う第２の磁性コア２０と、第１の磁性コア１０を上方から覆う板状の第３の磁性コア３０と、一対のワイヤＷ１，Ｗ２を有している。

ドラム型である第１の磁性コア１０は、第１の鍔部１１、第２の鍔部１２及びこれらの間に位置する巻芯部１３からなる。巻芯部１３には、コイル軸方向がｘ方向となるよう一対のワイヤＷ１，Ｗ２が巻回されている。ワイヤＷ１の一端Ｗ１ａ及び他端Ｗ１ｂは、それぞれ端子金具４１，４２に接続され、ワイヤＷ２の一端Ｗ２ａ及び他端Ｗ２ｂは、それぞれ端子金具４３，４４に接続されている。また、第２の磁性コア２０は、第１の磁性コア１０をｚ方向における一方側から覆う板状部材であり、実装時においては実装基板と向かい合う実装面を構成する。第３の磁性コア３０は、第１の磁性コア１０をｚ方向における他方側から覆う板状部材であり、実装時においてはピックアップツールによって吸着される吸着面としても機能する。これにより、第１の磁性コア１０は、第２の磁性コア２０及び第３の磁性コア３０によって、上下から挟まれることになる。第１の磁性コア１０、第２の磁性コア２０及び第３の磁性コア３０の材料としては、フェライトなどの透磁率の高い磁性材料が用いられる。磁性コア３０の代わりに、樹脂などの非磁性材料からなる板状体を用いても構わない。

第２の磁性コア２０は、第１の磁性コア１０を覆う上面２１と、上面２１の反対側に位置する下面２２と、互いに反対側に位置する第１及び第２の側面２３，２４を有している。上面２１及び下面２２はｘｙ面を構成し、側面２３，２４はｘｚ面を構成する。第３の磁性コア３０は、第１の磁性コア１０を覆う下面３１と、下面３１の反対側に位置する上面３２とを有している。下面３１及び上面３２はｘｙ面を構成する。

第１の磁性コア１０と第２の磁性コア２０は、接着剤５１，５２によって互いに固定される。接着剤５１は、第１の磁性コア１０の第１の鍔部１１と第２の磁性コア２０の上面２１を接着する。接着剤５２は、第１の磁性コア１０の第２の鍔部１２と第２の磁性コア２０の上面２１を接着する。第１の磁性コア１０と第３の磁性コア３０は、接着剤５３，５４によって互いに固定される。接着剤５３は、第１の磁性コア１０の第１の鍔部１１と第３の磁性コア３０の下面３１を接着する。接着剤５４は、第１の磁性コア１０の第２の鍔部１２と第３の磁性コア３０の下面３１を接着する。ここで、磁性材料を含有する接着剤５１〜５４を用いれば、第１の磁性コア１０と第２及び第３の磁性コア２０，３０の間の磁気抵抗が低下することから、コイル部品１のインダクタンスを高めることが可能となる。

図３に示すように、第２の磁性コア２０は２つの溝部２５，２６を有している。溝部２５，２６は、上面２１，下面２２及び側面２３，２４に亘って設けられている。そして、端子金具４１は溝部２５のうち側面２３に対応する部分に固定され、端子金具４２は溝部２５のうち側面２４に対応する部分に固定され、端子金具４３は溝部２６のうち側面２３に対応する部分に固定され、端子金具４４は溝部２６のうち側面２４に対応する部分に固定される。このように、端子金具４１，４３は側面２３に沿ってｘ方向に配列され、端子金具４２，４４は側面２４に沿ってｘ方向に配列される。溝部２５，２６の深さは、端子金具４１〜４４の厚みと同程度とすれば良い。本発明において、第２の磁性コア２０に溝部２５，２６を設けることは必須でないが、溝部２５，２６を設けることにより、端子金具４１〜４４の突出量を小さくすることが可能となる。また、溝部２５，２６は、端子金具４１〜４４の位置決め部としても機能する。

図４は、ワイヤＷ１，Ｗ２の巻回パターンの一例を説明するための模式図である。

図４に示す例では、ワイヤＷ１の一端Ｗ１ａから他端Ｗ１ｂに向かう巻回方向と、ワイヤＷ２の一端Ｗ２ａから他端Ｗ２ｂに向かう巻回方向が同じであり、したがって、ワイヤＷ１の一端Ｗ１ａから他端Ｗ１ｂに向かって電流を流した場合に発生する磁束の向きと、ワイヤＷ２の一端Ｗ２ａから他端Ｗ２ｂに向かって電流を流した場合に発生する磁束の向きが同じとなる。ここで、ワイヤＷ１の一端Ｗ１ａ及び他端Ｗ１ｂは、それぞれ端子金具４１，４２に接続され、ワイヤＷ２の一端Ｗ２ａ及び他端Ｗ２ｂは、それぞれ端子金具４３，４４に接続される。これにより、本実施形態によるコイル部品１は、端子金具４１，４３を一対の入力側端子とし、端子金具４２，４４を一対の出力側端子とするコモンモードフィルタとして機能する。

図５は、本実施形態によるコイル部品１を実装基板８に搭載した状態を示す略平面図である。

図５に示すように、実装基板８には一対の電源ラインＬ１，Ｌ３と、一対の電源ラインＬ２，Ｌ４が形成されている。一対の電源ラインとは、一方が基準電位（例えばグランド電位）を与えられる電源ラインであり、他方が電源電位を与えられる電源ラインである。そして、本実施形態によるコイル部品１は、端子金具４１〜４４と電源ラインＬ１〜Ｌ４がそれぞれ接続されるよう、実装基板８に搭載される。これにより、端子金具４１，４２間と端子金具４３，４４間には、互いに逆方向の負荷電流が流れる。そして、例えば一対の電源ラインＬ１，Ｌ３に重畳するコモンモードノイズがコイル部品１によって除去され、コモンモードノイズが除去された電源電圧が一対の電源ラインＬ２，Ｌ４から出力される。図５から明らかなように、本実施形態によるコイル部品１は、電源ラインＬ１〜Ｌ４の延在方向（ｙ方向）に対してコイル軸（ｘ方向）が垂直となる。

このように、本実施形態によるコイル部品１は、板状である第２及び第３の磁性コア２０，３０によって第１の磁性コア１０が上下方向から挟まれることから、磁気抵抗の小さい閉磁路が形成される。これにより、コモンモード成分に対する高いインピーダンスを得ることが可能となる。しかも、ワイヤＷ１，Ｗ２を通すための開口部を第１の磁性コア１０に形成する必要がないことから、第１の磁性コア１０に開口部を形成することによる磁気抵抗の増加を防止することが可能となる。

図６は、端子金具４１〜４４の形状を説明するための略斜視図である。

図６に示すように、端子金具４１〜４４は、平板部６１〜６３からなる固定部６０と、固定部６０に接続された板バネ部７０と、タブ８１，８２からなる継線部８０とを有しており、銅（Ｃｕ）などからなる金属板を打抜き加工した後、折り曲げ加工することによって作製することができる。平板部６１，６２及び板バネ部７０はｘｙ面を主面とし、平板部６３はｘｚ面を主面とする。

固定部６０を構成する平板部６１と平板部６２は互いに平行であり、平板部６１と平板部６２の間隔は、溝部２５，２６が設けられた部分における第２の磁性コア２０の厚みとほぼ同じである。平板部６３は、平板部６１と平板部６２を繋ぐ部分であり、平板部６１，６２に対して垂直に延在している。板バネ部７０は、固定部６０の平板部６２に接続されており、平板部６１とは平行に延在する。板バネ部７０と平板部６１の間隔は、溝部２５，２６が設けられた部分における第２の磁性コア２０の厚みよりも大きい。

かかる構成により、例えば端子金具４１を第２の磁性コア２０に装着すると、部分的なｙｚ断面である図７に示すように、平板部６１が第２の磁性コア２０の上面２１と接し、平板部６２が第２の磁性コア２０の下面２２と接する。これにより、端子金具４１は、第２の磁性コア２０を挟み込まれるよう、第２の磁性コア２０に嵌合される。端子金具４１と第２の磁性コア２０をより強固に固定するためには、端子金具４１と第２の磁性コア２０の間に接着剤を介在させても構わない。この場合、平板部６１と第２の磁性コア２０の上面２１を接着剤によって接着するとともに、平板部６３と第２の磁性コア２０の側面２３を接着剤によって接着することが好ましい。これによれば、対向面積の広い部分に接着剤が設けられることから、十分な接着強度を確保することができる。図７には端子金具４１のみを図示しているが、他の端子金具４２〜４４についても同様である。

また、図７に示すように、板バネ部７０は、第２の磁性コア２０と接することなく、第２の磁性コア２０の下面２２からｚ方向に所定の距離だけ離れた状態で平板部６２によって保持される。板バネ部７０は、図５に示した実装基板８に設けられたランドパターンにハンダを介して接続される部分である。このように、本実施形態においては、板バネ部７０がランドパターンに接続され、これにより、実装基板８とコイル部品１の機械的な接続にバネ性が付与されることから、実装基板８にたわみなどの変形が生じた場合であっても、これによる応力が第２の磁性コア２０に直接伝わるのではなく、バネ性をもった端子金具４１〜４４を介して伝わることから、第２の磁性コア２０に加わる応力が大幅に低減する。

継線部８０を構成するタブ８１，８２は、内側に折り曲げ可能であり、完全に折り曲げる前に、平板部６３とタブ８１，８２によって囲まれた領域内にワイヤＷ１，Ｗ２の端部を配置し、この状態でタブ８１，８２を内側に折り曲げることによって、ワイヤＷ１，Ｗ２の端部を平板部６３とタブ８１，８２の間に挟み込むようにして端子金具４１〜４４に固定することができる。ワイヤＷ１，Ｗ２の端部を平板部６３とタブ８１，８２の間に挟み込んだ後、ワイヤＷ１，Ｗ２の端部とタブ８１，８２を溶接しても構わない。

以上説明したように、本実施形態によるコイル部品１は、フェライトなどからなる第２の磁性コア２０が実装面を構成しているものの、第２の磁性コア２０に固定される端子金具４１〜４４がバネ性を有していることから、第２の磁性コア２０の材料として割れやすい材料を用いた場合であっても、実装基板８の変形に起因する第２の磁性コア２０の破損を防止することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

１ コイル部品
８ 実装基板
１０ 第１の磁性コア
１１ 第１の鍔部
１２ 第２の鍔部
１３ 巻芯部
２０ 第２の磁性コア
２１ 第２の磁性コアの上面
２２ 第２の磁性コアの下面
２３ 第２の磁性コアの第１の側面
２４ 第２の磁性コアの第２の側面
２５，２６ 溝部
３０ 第３の磁性コア
３１ 第３の磁性コアの下面
３２ 第３の磁性コアの上面
４１〜４４ 端子金具
５１〜５４ 接着剤
６０ 固定部
６１〜６３ 平板部
７０ 板バネ部
８０ 継線部
８１，８２ タブ
Ｌ１〜Ｌ４ 電源ライン
Ｗ１，Ｗ２ ワイヤ
Ｗ１ａ，Ｗ２ａ ワイヤの一端
Ｗ１ｂ，Ｗ２ｂ ワイヤの他端

Claims (5)

1. 巻芯部を有する第１の磁性コアと、
   前記第１の磁性コアの前記巻芯部に巻回された第１のワイヤと、
   前記第１の磁性コアに固定された板状の第２の磁性コアと、
   前記第２の磁性コアに固定され、前記第１のワイヤの一端及び他端がそれぞれ継線された第１及び第２の端子金具と、を備え、
   前記第１及び第２の端子金具は、前記第２の磁性コアに固定された固定部と、前記第２の磁性コアと接することなく前記固定部に接続された板バネ部とを有することを特徴とするコイル部品。
2. 前記第１及び第２の端子金具の前記固定部は、前記第２の磁性コアを挟み込むよう、前記第２の磁性コアに嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記第１及び第２の端子金具の前記固定部は、接着剤を介して前記第２の磁性コアに接着されていることを特徴とする請求項２に記載のコイル部品。
4. 前記第１及び第２の端子金具は、前記第１のワイヤの一端及び他端がそれぞれ継線される折り曲げ可能な継線部をさらに有し、
   前記第１のワイヤの一端及び他端は、折り曲げられた前記継線部と前記固定部の間に挟み込まれていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコイル部品。
5. 前記第１の磁性コアの前記巻芯部に巻回された第２のワイヤと、
   前記第２の磁性コアに固定され、前記第２のワイヤの一端及び他端がそれぞれ継線された第３及び第４の端子金具と、をさらに備え、
   前記第２の磁性コアは、前記第１の磁性コアと向かい合う上面と、前記上面の反対側に位置する下面と、前記巻芯部の軸方向と平行であり、且つ、互いに反対側に位置する第１及び第２の側面を有し、
   前記第１及び第３の端子金具は、前記上面と前記下面を挟み込むよう、前記第１の側面に沿って前記軸方向に配列され、
   前記第２及び第４の端子金具は、前記上面と前記下面を挟み込むよう、前記第２の側面に沿って前記軸方向に配列されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイル部品。

Images