JP2023098147A - コイル部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導線のダメージを抑えつつ、コイル部品を小型化すること。【解決手段】コイル部品１００の製造方法は、基体１０を準備する工程と、基体１０の一部に導線４０が巻き付けられるコイル部４２を形成する工程と、コイル部４２から導線４０を引き出して、基体１０の外面２０上に導線４０の端部４１ａを設ける工程と、加工治具５０により導線４０の端部４１ａから外面２０に向かって所定の荷重を掛けて導線４０の端部４１ａを加工する工程と、を備え、所定の荷重は、導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重より大きく、かつ加工治具５０および基体１０が弾性変形に収まる最大荷重より小さく、所定の荷重の荷重時において、加工治具５０の変位量は基体１０の変位量より大きい。【選択図】図１

Description

本発明は、コイル部品の製造方法に関する。

電子機器の高機能化等に伴い、電子機器に使用されるコイル部品の数が増大している。このため、コイル部品の更なる小型化が求められている。コイル部品としては、コイル部から引き出した導線に曲げ加工を施して、導線の端部を基体の底面上に引き出すコイル部品が知られている。導線を曲げ加工した場合、導線にスプリングバックが生じるため、スプリングバックを予め考慮して曲げ加工を施すことが知られている（例えば特許文献１）。また、曲げ加工性を向上させるために、基体の底面に引き出す導線の端部の厚みをコイル部における導線の厚みより薄くすることが知られている（例えば特許文献２）。

特開２０１８－１０３２２６号公報 特開２００４－２０７３５５号公報

しかしながら、コイル部から導線を引き出して、導線の端部を基体の第１面上に設ける場合、特許文献１に記載のような、スプリングバックを予め考慮した曲げ加工を施すことは難しいため、コイル部品が大型化してしまう。また、特許文献２に記載のように、導線の一部の厚みを薄くする場合では、導線にダメージを与える恐れがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、導線のダメージを抑えつつ、コイル部品を小型化することを目的とする。

本発明は、基体を準備する工程と、前記基体の一部に導線が巻き付けられるコイル部を形成する工程と、前記コイル部から前記導線を引き出して、前記基体の第１面上に前記導線の端部を設ける工程と、加工治具により前記導線の端部から前記第１面に向かって所定の荷重を掛けて前記導線の端部を加工する工程と、を備え、前記所定の荷重は、前記導線の曲げ応力から求められる前記導線が弾性変形に収まる最大荷重より大きく、かつ前記加工治具が弾性変形に収まる最大荷重および前記基体が弾性変形に収まる最大荷重より小さく、前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具の変位量は前記基体の変位量より大きい、コイル部品の製造方法である。

上記構成において、前記加工治具が前記導線の端部から離れた後における前記導線の端部と前記第１面との間の最大距離は、前記所定の荷重の荷重時における前記加工治具の変位量より小さい構成とすることができる。

上記構成において、前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具は前記導線の端部および前記第１面と接し、かつ、前記導線の端部および前記第１面と接していない前記加工治具の一部は前記第１面より前記基体側に位置している構成とすることができる。

上記構成において、前記第１面に溝が設けられ、前記溝の内部に前記導線の端部が配置され、前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具は前記導線の端部と接し、かつ、前記導線の端部と接していない前記加工治具の一部は前記溝より前記基体側に位置している構成とすることができる。

上記構成において、前記第１面に窪みが設けられ、前記窪みを横切るように前記導線の端部が配置され、前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具は前記導線の端部と接し、かつ、前記導線の端部と接していない前記加工治具の一部は前記窪みより前記基体側に位置している構成とすることができる。

上記構成において、前記導線の端部と前記コイル部とを繋ぐ前記導線からなる引出線が設けられ、前記引出線は、前記第１面と隣り合う第２面より外側に配置され、前記引出線の一部は、前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具から離れた位置にあり、前記所定の荷重の荷重前に比べて前記第２面から離れる構成とすることができる。

上記構成において、前記加工治具における前記導線の端部および前記第１面に接する部分は、ウレタンゴムまたはシリコンゴムで形成されている構成とすることができる。

上記構成において、前記導線の端部を加工した後、前記導線の端部にはんだ膜を接合させて、前記導線の端部と前記はんだ膜とを含む外部電極を形成する工程を備える構成とすることができる。

上記構成において、前記基体は、軸部と鍔部を有するドラムコアである構成とすることができる。

本発明によれば、導線のダメージを抑えつつ、コイル部品を小型化することができる。

図１（ａ）から図１（ｅ）は、実施形態に係るコイル部品をＸ側から見たときの製造方法を示す側面図である。 図２（ａ）から図２（ｅ）は、実施形態に係るコイル部品を－Ｙ側から見たときの製造方法を示す側面図である。 図３（ａ）は、実施形態に係るコイル部品の製造の一工程を示す断面図、図３（ｂ）は、第１の変形例に係るコイル部品の製造の一工程を示す断面図である。 図４（ａ）から図４（ｆ）は、第２の変形例に掛かるコイル部品の製造方法を示す側面図である。 図５（ａ）から図５（ｆ）は、第３の変形例に掛かるコイル部品の製造方法を示す側面図である。 図６（ａ）から図６（ｃ）は、加工治具、導線、鍔部の応力ひずみ特性を評価した方法を示す図である。 図７は、鍔部、導線、加工治具における応力とひずみの関係を示す評価結果である。

以下、図面を適宜参照しながら、本願発明の実施形態について説明する。但し、本願発明は図示された態様に限定される訳ではない。また、複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通じて同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。

［実施形態］
図１（ａ）から図１（ｅ）は、実施形態に係るコイル部品を＋Ｘ側から見たときの製造方法を示す側面図である。図２（ａ）から図２（ｅ）は、実施形態に係るコイル部品を－Ｙ側から見たときの製造方法を示す側面図である。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は互いに直交している。実施形態では、基体１０としてドラムコアの場合を一例として示すが、鍔部を一方にしか有さないＴコアの場合等、その他の場合でもよい。図１（ａ）から図１（ｅ）および図２（ａ）から図２（ｅ）において、図の明瞭化のために、構成部材にハッチングを付している（以下の同様な図においても同じ）。また、図１（ａ）から図１（ｅ）および図２（ａ）から図２（ｅ）において、外装部７０を透視してコイル部４２を図示し、外装部７０およびコイル部４２を透視して軸部１２を図示している。図１（ｃ）および図２（ｃ）において、加工治具５０を透視して金属膜３０ａ、３０ｂおよび導線４０の端部４１ａ、４１ｂを図示し、図１（ｅ）および図２（ｅ）において、外部電極６０ａ、６０ｂの一部に取り込まれている導線４０の端部４１ａ、４１ｂを図示している。コイル部品は、電源ラインに組み込まれるパワーインダクタであってもよいし、信号ラインにおいて用いられるインダクタであってもよいし、その他であってもよい。

図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、Ｚ軸方向に伸びた軸部１２と、軸部１２の＋Ｚ側の端に設けられた一方の鍔部１４と、軸部１２の－Ｚ側の端に設けられた他方の鍔部１６と、を有するドラムコアである基体１０を準備する。以降においては基板に実装される場合の基板に近い側の一方の鍔部１４を中心に説明を行う。鍔部１４の外形は、例えば他方の鍔部１６の外形と略同じ大きさであるが、他方の鍔部１６の外形より大きい場合でも、小さい場合でもよい。また、鍔部１４の厚みは、他方の鍔部１６の厚みと同じ厚みでもよいし、異なる厚みでもよい。鍔部１４は、軸部１２側の内面１８と、軸部１２と反対側の外面２０と、を有する。

基体１０は、例えば磁性粉末と樹脂を混合したペーストを金型のキャビティ内に充填してプレス成形することによって成形体を形成し、この成形体に対して例えば２００℃の熱処理を行って樹脂を固めることで形成される。磁性粉末は、例えばフェライト磁性粉末または金属磁性粉末が用いられる。フェライト磁性粉末としては、例えばＮｉ－Ｚｎ系またはＭｎ－Ｚｎ系等のフェライト材料が挙げられる。金属磁性粉末としては、例えばＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系、またはＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ－Ａｌ系等の軟磁性合金材料、ＦｅまたはＮｉ等の磁性金属材料、アモルファス磁性金属材料、若しくはナノ結晶磁性金属材料等が挙げられる。樹脂は、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂またはエポキシ樹脂等の絶縁性に優れた樹脂が用いられる。

なお、基体１０は、大きな塊の成形体を加工することで軸部１２と鍔部１４、１６とを有する成形体とし、この成形体に対して熱処理を行うことで形成してもよい。熱処理は、軸部１２と鍔部１４、１６とを有する成形体に加工する前に行ってもよい。また、基体１０は、磁性粉末を樹脂で固めることによって形成する場合に限られず、磁性粉末同士を無機物で結合させることで形成してもよい。この場合、磁性粉末をプレス成形した成形体に対して例えば６００℃～１１００℃の熱処理を行うことで、基体１０を形成する。また、基体１０は、磁性体である場合に限られず、酸化アルミニウム（アルミナ）または酸化シリコン（ガラス）等により形成された非磁性体である場合でもよい。

軸部１２は、例えばＸＹ平面に平行な断面形状が角部に丸みを帯びた略矩形となっている。鍔部１４、１６は、例えばＸＹ平面に平行な断面形状が略矩形であり、例えばＺ軸方向に厚みを有する板状である。なお、軸部１２は、断面形状が円形、楕円形、略矩形、五角形以上の多角形又はこれらの組み合わせをしていてもよい。軸部１２は、Ｚ軸方向に見て、鍔部１４、１６の外形より小さく、また鍔部１４、１６の中央付近に設けられる。基体１０のＸ軸方向の長さ寸法、Ｙ軸方向の長さ寸法、およびＺ軸方向の長さ寸法は適宜適切に設定される。

基体１０を準備した後、鍔部１４の外面２０に金属膜３０ａ、３０ｂを形成する。金属膜３０ａ、３０ｂは、鍔部１４の対向する外周面２２、２４との間で延在し、互いに略平行に設けられている。金属膜３０ａ、３０ｂは、例えばスパッタリング法または導電性ペーストの塗布によって銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）等の下地層を形成した後、めっき法を用いて下地層上にニッケル（Ｎｉ）層および錫（Ｓｎ）層等のめっき層を形成することにより形成する。なお、金属膜３０ａ、３０ｂは、下地層上にめっき層が形成された複数層の場合に限られず、下地層だけからなる単層の場合でもよい。また、金属膜３０ａ、３０ｂは、鍔部１４との密着性のために、チタン（Ｔｉ）またはクロム（Ｃｒ）等の密着層を有していてもよい。金属膜３０ａ、３０ｂの厚さは、例えば１μｍ～５０μｍ程度である。

金属膜３０ａ、３０ｂを形成した後、基体１０の軸部１２に導線４０を巻回して導線４０からなるコイル部４２を形成する。コイル部４２の一対の端部から導線４０をそれぞれ鍔部１４の外周面２２より外側に引き出した後、導線４０を折り曲げて、導線４０の端部４１ａ、４１ｂを金属膜３０ａ、３０ｂ上に位置するように鍔部１４の外面２０上に引き出す。ここで、導線４０のうち端部４１ａ、４１ｂとコイル部４２とを繋ぐ部分を引出線４４とする。また、引出線４４のうち、導線４０の端部４１ａ、４１ｂを鍔部１４の外面２０上に引き出すために折り曲げた部分を折り曲げ部４８とする。引出線４４は導線４０の端部４１ａ、４１ｂそれぞれに接続されていて、折り曲げ部４８は鍔部１４の外周面２２上付近に位置する。導線４０を折り曲げ部４８で折り曲げて導線４０の端部４１ａ、４１ｂを鍔部１４の外面２０に沿うように曲げ加工した場合でも、導線４０の端部４１ａ、４１ｂはスプリングバックによって折り曲げ部４８から先端４３ａ、４３ｂに向かうに従い鍔部１４の外面２０から離れるように形成される。

コイル部４２は、導線４０が軸部１２の周りに１ターン以上巻回されていればよく、軸部１２の周りに１層だけ巻回されている場合でもよいし、一部分または全ての部分が複数層に重ねられて巻回されている場合でもよい。なお、コイル部４２は、導線４０の中央部が初めに巻回され、次に導線４０の両端に向かって巻回する、所謂α巻きによって形成されてもよい。

導線４０は、例えば銅（Ｃｕ）または銀（Ａｇ）からなる金属線の周面がウレタンからなる絶縁被膜で覆われている。なお、絶縁被膜は、ウレタン以外の絶縁材料で形成されてもよく、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、またはポリエステル等の樹脂材料で形成されてもよい。金属線の断面形状は、例えば円形であるが、矩形の場合でもよい。

コイル部４２を形成した後、コイル部４２を覆う外装部７０を形成してもよい。外装部７０は、例えば刷毛塗り、ローラー転写、またはディスペンス等により樹脂材料を塗布し、その後、樹脂材料を硬化させることで形成される。樹脂材料の樹脂成分は、絶縁性に優れた熱硬化性樹脂である場合が好ましく、例えばエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂が用いられる。なお、樹脂材料は、平均粒径が１０μｍ以下の磁性粒子等の磁性材料のフィラーを含んでいてもよい。例えば、樹脂材料は、磁性材料と樹脂を混合して形成されてもよく、例えば磁性材料としてフェライトが用いられ、樹脂成分としてエポキシ樹脂が用いられてもよい。また、樹脂材料は、シリカ粒子等の非磁性材料のフィラーを含んでいる場合でもよいし、磁性材料と非磁性材料を組み合わせてもよいし、混合して含んでいる場合でもよい。

図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、鍔部１４の外面２０の上方に加工治具５０を配置する。加工治具５０は、弾性体で形成されていて、基体１０よりもヤング率が小さい材料で形成されている。例えば、加工治具５０はウレタンゴムまたはシリコンゴムで形成されている。

図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すように、加工治具５０と鍔部１４の外面２０との間に導線４０の端部４１ａ、４１ｂを挟むようにして、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付ける。加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けることで、加工治具５０の厚さは元の厚さＴ１よりも薄い厚さＴ２となる。この厚さの差（Ｔ１－Ｔ２）が、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けたときに加工治具５０に生じた変位量となる。加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けることで、導線４０の端部４１ａ、４１ｂは鍔部１４の外面２０に平行となるように変形して金属膜３０ａ、３０ｂに押し付けられる。

ここで、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けるときの荷重について説明する。図１（ｂ）、図１（ｃ）および図２（ｂ）、図２（ｃ）のように、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けることで、導線４０の端部４１ａ、４１ｂは折り曲げ部４８を支点にして曲がるように変形する。したがって、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けることで、導線４０には曲げ応力が掛かることになる。曲げ応力は、曲げモーメントを断面係数で割ることで求まる。曲げモーメントは、曲げが生じる物体の長さと物体に加わった荷重とから求まる。断面係数は、決められた公式により求まり、例えば断面が円形である場合では、直径の２乗と円周率πを掛け合わせた値を３２で割ることで求まる。本実施形態では、曲げモーメントは導線４０の端部４１ａ、４１ｂの長さＬ（図１（ｂ）参照）と導線４０の端部４１ａ、４１ｂに加わる荷重とから求めることができる。断面係数は導線４０の端部４１ａ、４１ｂの断面から公式を用いて求めることができる。

また、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けたとき、加工治具５０と鍔部１４にはそれぞれ圧縮応力が掛かることになる。加工治具５０に掛かる圧縮応力は、加工治具５０が鍔部１４の外面２０に押し付けられたときの荷重を加工治具５０が鍔部１４の外面２０および導線４０の端部４１ａ、４１ｂに接する面積で割ることで求まる。同様に、鍔部１４に掛かる圧縮応力は、加工治具５０が鍔部１４の外面２０に押し付けられたときに鍔部１４の外面２０に加わる荷重を鍔部１４の外面２０が加工治具５０および導線４０の端部４１ａ、４１ｂに接する面積で割ることで求まる。

加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けるときの荷重は、導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重より大きく、かつ、加工治具５０および鍔部１４が弾性変形に収まる最大荷重より小さい荷重とする。以下において、このような荷重を所定の荷重とする。導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重より大きな荷重で加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けることで、図１（ｃ）のように、折り曲げ部４８が外側に膨らむように変形する。また、加工治具５０は基体１０よりもヤング率が小さい材料で形成されていることから、加工治具５０に所定の荷重を掛けている荷重時において、加工治具５０の変位量は鍔部１４の変位量よりも大きくなる。

図１（ｄ）および図２（ｄ）に示すように、加工治具５０を鍔部１４の外面２０から離す。上述したように、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に所定の荷重で押し付けることで、折り曲げ部４８が外側に膨らむように変形している。この変形によって導線４０の端部４１ａ、４１ｂの残留応力が小さくなり、導線４０の端部４１ａ、４１ｂは、スプリングバック量が低減して、加工治具５０が押し付けられる前に比べて鍔部１４の外面２０との間隔が小さくなる。加工治具５０を押し付ける前における導線４０の端部４１ａ、４１ｂと鍔部１４の外面２０との間の最大距離をＨ１（図１（ａ）参照）、押し付けた後の最大距離をＨ２（図１（ｄ）参照）とすると、最大距離Ｈ２は最大距離Ｈ１よりも小さくなる。また、最大距離Ｈ２は、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に所定の荷重で押し付けたときの加工治具５０の変位量（Ｔ１－Ｔ２）よりも小さくなる。

また、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けるときの荷重を、加工治具５０および鍔部１４が弾性変形に収まる最大荷重よりも小さくすることで、加工治具５０を鍔部１４の外面２０から離した後において、加工治具５０および鍔部１４は加工治具５０を押し付ける前の状態に戻る。

図１（ｅ）および図２（ｅ）に示すように、金属膜３０ａ、３０ｂの表面に、例えばディスペンスまたは転写等によりはんだ膜６２ａ、６２ｂを塗布する。はんだ膜６２ａ、６２ｂは、例えば錫銀はんだまたは錫銀銅はんだであり、フラックス成分を含有する。その後、はんだ膜６２ａ、６２ｂを融点以上の温度、例えば、２２０℃以上で加熱して溶融させる。はんだ膜６２ａ、６２ｂに含まれるフラックス成分が導線４０の端部４１ａ、４１ｂにおける絶縁被膜を剥離し、導線４０の端部４１ａ、４１ｂにおいて金属線が露出する。これにより、導線４０の端部４１ａと金属膜３０ａとはんだ膜６２ａとが接合して、コイル部４２に電気的に接続された外部電極６０ａが形成される。同様に、導線４０の端部４１ｂと金属膜３０ｂとはんだ膜６２ｂとが接合して、コイル部４２に電気的に接続された外部電極６０ｂが形成される。以上により、実施形態に係るコイル部品１００が形成される。

以上のように、本実施形態によれば、図１（ａ）および図２（ａ）のように、導線４０は、コイル部４２から引き出され、鍔部１４の外面２０上に導線４０の端部４１ａ、４１ｂが設けられる。図１（ｃ）および図２（ｃ）のように、導線４０の端部４１ａ、４１ｂは、加工治具５０により鍔部１４の外面２０に向かって所定の荷重を掛けることで、加工治具５０と鍔部１４の外面２０との間で加工される。このときに、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付ける所定の荷重は、導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重より大きく、かつ、加工治具５０が弾性変形に収まる最大荷重および鍔部１４が弾性変形に収まる最大荷重より小さい荷重とする。導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重より大きな荷重を掛けることで、加工治具５０が鍔部１４の外面２０から離れた後において、導線４０の端部４１ａ、４１ｂに生じるスプリングバック量を低減でき、導線４０の端部４１ａ、４１ｂを鍔部１４の外面２０に近づけることができる。よって、コイル部品１００を小型化することができる。加工治具５０および鍔部１４が弾性変形に収まる最大荷重より小さな荷重を掛けることで、加工治具５０および鍔部１４の塑性変形が抑えられ、加工治具５０は繰り返し使用することが可能となる。また、加工治具５０に所定の荷重を掛けている荷重時において、加工治具５０の変位量は鍔部１４の変位量よりも大きい。このような柔らかい加工治具５０を用いて導線４０の端部４１ａ、４１ｂを加工することで、導線４０の端部４１ａ、４１ｂにダメージを与えることを抑制できる。

なお、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付ける所定の荷重は、導線４０のスプリングバックを抑制する点から、導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重の２倍以上である場合でもよいし、３倍以上である場合でもよいし、４倍以上である場合でもよい。また、導線４０へのダメージが抑制されるような柔らかい加工治具５０を用いる点から、加工治具５０に所定の荷重を掛けている荷重時において、加工治具５０の変位量は鍔部１４の変位量の２倍以上である場合が好ましく、３倍以上である場合がより好ましく、４倍以上である場合が更に好ましい。例えば、加工治具５０のヤング率は、鍔部１４のヤング率の１／１０以下が好ましく、１／１００以下がより好ましく、１／１０００以下が更に好ましい。

また、本実施形態では、加工治具５０が導線４０の端部４１ａ、４１ｂから離れた後における導線４０の端部４１ａ、４１ｂと鍔部１４の外面２０との間の最大距離Ｈ２は、加工治具５０に所定の荷重を掛けている荷重時における加工治具５０の変位量（Ｔ１－Ｔ２）より小さい。これにより、導線４０の端部４１ａ、４１ｂが鍔部１４の外面２０に近づき、コイル部品１００を小型化することができる。

このように、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けるときの所定の荷重は、加工治具５０が鍔部１４の外面２０から離れた後において、導線４０の端部４１ａ、４１ｂのスプリングバック量を低減できる荷重である。例えば、加工治具５０が鍔部１４の外面２０から離れた後における導線４０の端部４１ａ、４１ｂと鍔部１４の外面２０との間の最大距離Ｈ２が導線４０の太さより小さくなるような荷重であり、導線４０の太さの３／４以下になるような荷重である場合が好ましく、１／２以下になるような荷重である場合がより好ましい。

また、本実施形態では、図１（ｃ）のように、導線４０の端部４１ａ、４１ｂとコイル部４２とを繋ぐ引出線４４の一部、例えば、折り曲げ部４８は、加工治具５０に所定の荷重を掛けている荷重時において、加工治具５０から離れた位置にあり、所定の荷重を掛ける前に比べて、鍔部１４の外周面２２から離れている。これにより、導線４０の端部４１ａ、４１ｂの残留応力が小さくなり、加工治具５０が鍔部１４の外面２０から離れた後において、導線４０の端部４１ａ、４１ｂのスプリングバック量を低減することができる。

また、本実施形態では、加工治具５０はウレタンゴムまたはシリコンゴムにより形成されている。これにより、導線４０の端部４１ａ、４１ｂへのダメージを抑制しつつ、導線４０の端部４１ａ、４１ｂのスプリングバック量を低減することができる。なお、加工治具５０は、全体がウレタンゴムまたはシリコンゴムにより形成される場合に限られず、少なくとも導線４０の端部４１ａ、４１ｂおよび鍔部１４の外面２０に接する部分がウレタンゴムまたはシリコンゴムで形成されている場合であればよい。

また、本実施形態では、図１（ｅ）および図２（ｅ）のように、加工治具５０によって導線４０の端部４１ａ、４１ｂを加工した後、導線４０の端部４１ａ、４１ｂにはんだ膜６２ａ、６２ｂを接合させて外部電極６０ａ、６０ｂを形成する。これにより、鍔部１４の外面２０に近づいた導線４０の端部４１ａ、４１ｂに対してはんだ膜６２ａ、６２が接合するため、コイル部品１００を小型化することができる。

また、本実施形態では、基体１０は、軸部１２と鍔部１４を有するドラムコアである。このような構造の場合、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に向けて大きな荷重で押し付けることが行い易くなるため、導線４０の端部４１ａ、４１ｂの加工が行い易くなる。

また、本実施形態では、コイル部４２を覆うように外装部７０を形成している。これにより、導線４０が外装部７０により固定されるため、加工治具５０により導線４０の端部４１ａ、４１ｂを加工する場合に、加工治具５０に加えた荷重が導線４０の端部４１ａ、４１ｂに効率良く加わるようになる。

［第１の変形例］
図３（ａ）は、実施形態に係るコイル部品の製造の一工程を示す断面図、図３（ｂ）は、第１の変形例に係るコイル部品の製造の一工程を示す断面図である。図３（ａ）に示すように、上記実施形態では、加工治具５０の鍔部１４側の面５２が鍔部１４の外面２０に略一致する程度に、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付ける場合を例に示した。しかしながら、この場合に限られず、図３（ｂ）に示すように、加工治具５０の鍔部１４側の面５２のうち鍔部１４の外面２０より外側に位置する部分が鍔部１４の外面２０よりも軸部１２側に押し込まれるように、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付ける場合でもよい。加工治具５０の最も軸部１２側の位置する部分と鍔部１４の外面２０との間隔を加工治具５０の押し込み量Ｄとすると、第１の変形例では押し込み量Ｄは０より大きくなる。なお、上記実施形態では押し込み量Ｄはほぼ０である。また、第１の変形例のように押し込み量Ｄが０より大きい場合では、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けたときに生じる加工治具５０の変位量は、加工治具５０の元の厚さＴ１（図１（ｂ）参照）から加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けたときの外面２０上における加工治具５０の厚さＴ２を引いた値（Ｔ１－Ｔ２）となる。

図３（ｂ）のように、加工治具５０に所定の荷重を掛けている荷重時において、加工治具５０は導線４０の端部４１ａ、４１ｂおよび鍔部１４の外面２０に接し、かつ、導線４０の端部４１ａ、４１ｂおよび鍔部１４の外面２０に接していない加工治具５０の一部は鍔部１４の外面２０より軸部１２側に位置する場合でもよい。これにより、導線４０の端部４１ａ、４１ｂの周りの空隙が少なくなり、導線４０の端部４１ａ、４１ｂが加工治具５０で十分に保持されて押されるようになるため、導線４０の端部４１ａ、４１ｂのスプリングバック量を低減できる。よって、コイル部品１００を小型化することができる。

［第２の変形例］
図４（ａ）から図４（ｆ）は、第２の変形例に掛かるコイル部品の製造方法を示す側面図である。図４（ａ）から図４（ｃ）は＋Ｘ側から見た側面図であり、図４（ｄ）から図４（ｆ）は－Ｙ側から見た側面図である。図４（ａ）および図４（ｄ）に示すように、第２の変形例においては、鍔部１４の外面２０に２つの溝３２ａ、３２ｂが設けられている。溝３２ａと溝３２ｂは、互いに略平行に延びて、鍔部１４の対向する外周面２２および外周面２４に開口している。金属膜３０ａ、３０ｂは溝３２ａ、３２ｂの内面に形成される。導線４０の端部４１ａ、４１ｂは、溝３２ａ、３２ｂ内に引き出されて、金属膜３０ａ、３０ｂ上に位置する。この場合でも、導線４０の端部４１ａ、４１ｂにはスプリングバックが生じ、導線４０の端部４１ａ、４１ｂは折り曲げ部４８から先端４３ａ、４３ｂに向かうに従い溝３２ａ、３２ｂの底面から離れるように形成される。その他については、図１（ａ）および図２（ａ）と同じであるため説明を省略する。

図４（ｂ）および図４（ｅ）に示すように、加工治具５０と溝３２ａ、３２ｂの底面との間に導線４０の端部４１ａ、４１ｂを挟むようにして、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に所定の荷重で押し付ける。このとき、加工治具５０の一部が溝３２ａ、３２ｂ内に入り込むように加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けて、導線４０の端部４１ａ、４１ｂが加工治具５０により金属膜３０ａ、３０ｂに押し付けられるようにする。この場合、加工治具５０の鍔部１４の外面２０より外側に位置する部分は溝３２ａ、３２ｂの底面よりも軸部１２側に位置する。加工治具５０に加える所定の荷重は、上記実施形態と同じく、導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重より大きく、かつ、加工治具５０および鍔部１４が弾性変形に収まる最大荷重より小さい荷重とする。これにより、折り曲げ部４８が外側に膨らむように変形する。

図４（ｃ）および図４（ｆ）に示すように、加工治具５０を鍔部１４の外面２０から離す。上記実施形態と同じように、折り曲げ部４８が外側に膨らむように変形しているため、導線４０の端部４１ａ、４１ｂの残留応力が小さくなる。よって、導線４０の端部４１ａ、４１ｂは、スプリングバック量が低減され、加工治具５０が押し付けられる前に比べて溝３２ａ、３２ｂの底面との間隔が小さくなる。

その後、溝３２ａ、３２ｂ内にはんだ膜６２ａ、６２ｂを塗布し溶融することで外部電極６０ａ、６０ｂを形成するが、この点は上記実施形態と同様であるため図示および説明を省略する。

第２の変形例では、加工治具５０に所定の荷重を掛けている荷重時において、加工治具５０は導線４０の端部４１ａ、４１ｂと接し、かつ、導線４０の端部４１ａ、４１ｂと接していない加工治具５０の一部は溝３２ａ、３２ｂより軸部１２側に位置する。これにより、導線４０の端部４１ａ、４１ｂが溝３２ａ、３２ｂの内部に配置される場合に、導線４０の端部４１ａ、４１ｂのスプリングバック量を低減でき、導線４０の端部４１ａ、４１ｂを溝３２ａ、３２ｂの底面に近づけることができる。

［第３の変形例］
図５（ａ）から図５（ｆ）は、第３の変形例に掛かるコイル部品の製造方法を示す側面図である。図５（ａ）から図５（ｃ）は＋Ｘ側から見た側面図であり、図５（ｄ）から図５（ｆ）は－Ｙ側から見た側面図である。図５（ａ）および図５（ｄ）に示すように、第３の変形例においては、鍔部１４の外面２０に窪み３４が設けられている。窪み３４は、鍔部１４の外面２０の内側に設けられていて、外周面には開口していない。金属膜３０ａ、３０ｂは、窪み３４を横切るように鍔部１４の外面２０に形成される。すなわち、金属膜３０ａ、３０ｂは窪み３４の内面の一部にも形成される。導線４０の端部４１ａ、４１ｂは、窪み３４を横切るように鍔部１４の外面２０上に引き出されて、金属膜３０ａ、３０ｂ上に位置する。この場合でも、導線４０の端部４１ａ、４１ｂにはスプリングバックが生じ、導線４０の端部４１ａ、４１ｂは折り曲げ部４８から先端４３ａ、４３ｂに向かうに従い鍔部１４の外面２０から離れるように形成される。その他については、図１（ａ）および図２（ａ）と同じであるため説明を省略する。

図５（ｂ）および図５（ｅ）に示すように、加工治具５０と鍔部１４の外面２０との間に導線４０の端部４１ａ、４１ｂを挟むようにして、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に所定の荷重で押し付ける。このとき、加工治具５０の一部が窪み３４内に入り込むように加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けて、導線４０の端部４１ａ、４１ｂの一部が窪み３４の内面に形成された金属膜３０ａ、３０ｂに押し付けられるようにする。この場合、加工治具５０の鍔部１４の外面２０より外側に位置する部分は窪み３４の底面よりも軸部１２側に位置する。加工治具５０に加える所定の荷重は、上記実施形態と同じく、導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重より大きく、かつ、加工治具５０および鍔部１４が弾性変形に収まる最大荷重より小さい荷重とする。これにより、折り曲げ部４８が外側に膨らむように変形する。

図５（ｃ）および図５（ｆ）に示すように、加工治具５０を鍔部１４の外面２０から離す。上記実施形態と同じように、折り曲げ部４８が外側に膨らむように変形しているため、導線４０の端部４１ａ、４１ｂの残留応力が小さくなる。よって、導線４０の端部４１ａ、４１ｂは、スプリングバック量が低減され、窪み３４に沿って折れ曲がるように加工され、加工治具５０が押し付けられる前に比べて鍔部１４の外面２０との間隔が小さくなる。

その後、金属膜３０ａ、３０ｂ上にはんだ膜６２ａ、６２ｂを塗布し溶融することで外部電極６０ａ、６０ｂを形成するが、これは上記実施形態と同様であるため図示および説明を省略する。

第３の変形例では、加工治具５０に所定の荷重を掛けている荷重時において、加工治具５０は導線４０の端部４１ａ、４１ｂと接し、かつ、導線４０の端部４１ａ、４１ｂと接していない加工治具５０の一部は窪み３４より軸部１２側に位置する。これにより、導線４０の端部４１ａ、４１ｂが窪み３４を横切るように配置される場合に、導線４０の端部４１ａ、４１ｂのスプリングバック量を低減でき、導線４０の端部４１ａ、４１ｂを窪み３４に沿って折れ曲がるように加工することができる。

なお、上記実施形態およびその変形例において、複数のコイル部品を並べて配置し、１つの大きな加工治具５０によって複数のコイル部品における導線４０の端部４１ａ、４１ｂをまとめて加工してもよい。この場合、加工治具５０が応力により変形したとしても。複数のコイル部品の鍔部１４の外面２０に加工治具５０を安定して接触させることができる。また、上記実施形態およびその変形例において、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付ける行為を複数回繰り返し行って、導線４０の端部４１ａ、４１ｂを加工してもよい。

なお、上記実施形態およびその変形例では、ドラムコアである基体１０の表面に導線４０が巻回されてコイル部４２が形成されたコイル部品を例に示したが、基体１０にコイル部４２が内蔵されたコイル部品等、巻線、積層、薄膜等のいずれのコイル部品であってもよい。

以下、本願発明を実施例によって具体的に説明するが、本願発明はこれらの実施例に記載された態様に限られる訳ではない。

［実施例１］
実施例１では、図１（ａ）から図１（ｅ）および図２（ａ）から図２（ｅ）のように、鍔部１４の外面２０に溝および窪みが設けられていない基体１０を用いた。基体１０は、フェライト磁性粉末とエポキシ樹脂を混合したペーストを用いて形成した。導線４０は、銅からなる金属線が絶縁被膜で覆われ、直径が０．１８ｍｍの導線を用いた。加工治具５０は、シェアＡ５０のウレタンゴムを用いた。導線４０の端部４１ａ、４１ｂを鍔部１４の外面２０に引き出したときの端部４１ａ、４１ｂと鍔部１４の外面２０との間の最大距離Ｈ１（図１（ａ）参照）は、導線４０の直径より大きかった。導線４０の端部４１ａ、４１ｂを間に挟んで加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けることで導線４０の端部４１ａ、４１ｂの加工を行った。この加工において、加工治具５０の上方から加える荷重を２０Ｎとし、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けるときの押し込み量Ｄ（図５（ｂ）参照）を１．５ｍｍとした。この荷重は、導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重より大きく、かつ、加工治具５０および鍔部１４が弾性変形に収まる最大荷重より小さいものである。

［実施例２］
実施例２では、図４（ａ）から図４（ｆ）のように、鍔部１４の外面２０に溝３２ａ、３２ｂが設けられた基体１０を用いた。溝３２ａ、３２ｂの深さは０．５ｍｍであった。加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けるときの押し込み量Ｄを１．８ｍｍとした。その他の点については実施例１と同じである。

［実施例３］
実施例３では、図５（ａ）から図５（ｆ）のように、鍔部１４の外面２０に窪み３４が設けられた基体１０を用いた。窪み３４の深さは０．５ｍｍであった。加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けるときの押し込み量Ｄを２．１ｍｍとした。その他の点については実施例１と同じである。

実施例１から実施例３において、加工治具５０を用いて導線４０の端部４１ａ、４１ｂを加工した後における導線４０の端部４１ａ、４１ｂと鍔部１４の外面２０との間の最大距離Ｈ２（図１（ｄ）参照）は、導線４０の直径よりも小さい０．１ｍｍ以下であった。このように、加工治具５０を用いて導線４０の端部４１ａ、４１ｂを加工することで、導線４０の端部４１ａ、４１ｂのスプリングバック量を低減でき、導線４０の端部４１ａ、４１ｂを鍔部１４の外面２０に近づけることができた。

次に、鍔部１４、導線４０、および加工治具５０に関して、応力とひずみの関係を示す応力ひずみ特性を評価した結果について説明する。図６（ａ）から図６（ｃ）は、加工治具５０、導線４０、鍔部１４の応力ひずみ特性を評価した方法を示す図である。図６（ａ）に示すように、加工治具５０は、上方から荷重Ａを掛け、荷重Ａを増大させていったときの圧縮応力とひずみの関係を評価した。図６（ｂ）に示すように、導線４０は、先端４３ａ付近に荷重Ｂを掛け、荷重Ｂを増大させていったときの曲げ応力とひずみの関係を評価した。図６（ｃ）に示すように、鍔部１４は、外面２０に荷重Ｃを掛け、荷重Ｃを増大させていったときの圧縮応力とひずみの関係を評価した。評価は、鍔部１４はフェライト磁性粉末とエポキシ樹脂を混合したペーストを用いて形成され、導線４０は金属線が銅からなる導線であり、加工治具５０はウレタンゴムにより形成されている場合について行った。

図７は、鍔部１４、導線４０、加工治具５０における応力とひずみの関係を示す評価結果である。図７においては、導線４０および加工治具５０は、弾性変形で収まる降伏点までの応力ひずみ曲線を示しており、鍔部１４は、加工に必要な応力の範囲で測定を行った応力ひずみ曲線を示している。図７に示すように、導線４０が弾性変形で収まる曲げ応力は、鍔部１４および加工治具５０が弾性変形で収まる圧縮応力よりも十分小さい。すなわち、導線４０に曲げ加工を施したときに導線４０に生じる曲げ応力の降伏点である曲げ降伏応力は、鍔部１４および加工治具５０が押されることで生じる圧縮応力の降伏点である圧縮降伏応力よりも十分小さい。例えば、導線４０の曲げ降伏応力は、鍔部１４および加工治具５０の圧縮降伏応力の１／５以下である。

このことから、加工治具５０を鍔部１４の外面２０に押し付けるときの荷重を、導線４０の曲げ応力から求められる導線４０が弾性変形に収まる最大荷重より大きく、かつ、加工治具５０および鍔部１４が弾性変形に収まる最大荷重より小さい荷重とすることができることが確認できる。

以上、本願発明の実施形態について詳述したが、本願発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 基体
１２ 軸部
１４、１６ 鍔部
１８ 内面
２０ 外面
２２、２４ 外周面
３０ａ、３０ｂ 金属膜
３２ａ、３２ｂ 溝
３４ 窪み
４０ 導線
４１ａ、４１ｂ 端部
４２ コイル部
４３ａ、４３ｂ 先端
４４ 引出線
４８ 折り曲げ部
５０ 加工治具
５２ 面
６０ａ 外部電極
６２ａ はんだ膜
１００ コイル部品

Claims (9)

1. 基体を準備する工程と、
   前記基体の一部に導線が巻き付けられるコイル部を形成する工程と、
   前記コイル部から前記導線を引き出して、前記基体の第１面上に前記導線の端部を設ける工程と、
   加工治具により前記導線の端部から前記第１面に向かって所定の荷重を掛けて前記導線の端部を加工する工程と、を備え、
   前記所定の荷重は、前記導線の曲げ応力から求められる前記導線が弾性変形に収まる最大荷重より大きく、かつ前記加工治具が弾性変形に収まる最大荷重および前記基体が弾性変形に収まる最大荷重より小さく、
   前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具の変位量は前記基体の変位量より大きい、コイル部品の製造方法。
2. 前記加工治具が前記導線の端部から離れた後における前記導線の端部と前記第１面との間の最大距離は、前記所定の荷重の荷重時における前記加工治具の変位量より小さい、請求項１に記載のコイル部品の製造方法。
3. 前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具は前記導線の端部および前記第１面と接し、かつ、前記導線の端部および前記第１面と接していない前記加工治具の一部は前記第１面より前記基体側に位置している、請求項１または２に記載のコイル部品の製造方法。
4. 前記第１面に溝が設けられ、前記溝の内部に前記導線の端部が配置され、前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具は前記導線の端部と接し、かつ、前記導線の端部と接していない前記加工治具の一部は前記溝より前記基体側に位置している、請求項１から３のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
5. 前記第１面に窪みが設けられ、前記窪みを横切るように前記導線の端部が配置され、前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具は前記導線の端部と接し、かつ、前記導線の端部と接していない前記加工治具の一部は前記窪みより前記基体側に位置している、請求項１から３のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
6. 前記導線の端部と前記コイル部とを繋ぐ前記導線からなる引出線が設けられ、前記引出線は、前記第１面と隣り合う第２面より外側に配置され、
   前記引出線の一部は、前記所定の荷重の荷重時において、前記加工治具から離れた位置にあり、前記所定の荷重の荷重前に比べて前記第２面から離れる、請求項１から５のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
7. 前記加工治具における前記導線の端部および前記第１面に接する部分は、ウレタンゴムまたはシリコンゴムで形成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
8. 前記導線の端部を加工した後、前記導線の端部にはんだ膜を接合させて、前記導線の端部と前記はんだ膜とを含む外部電極を形成する工程を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
9. 前記基体は、軸部と鍔部を有するドラムコアである、請求項１から８のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
   

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