JP3642057B2 - 巻線型コイル部品及びその巻線巻回方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コア部材の巻芯に巻線が巻回された巻線型コイル部品及びその巻線巻回方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の巻線型コイル部品の構造を図12に示す。図12においては、2つの巻線122,124が同一方向に巻回されたコモンモードチョークコイルを示している。コア部材112は、巻線122,124が巻回される巻芯116と、巻芯116の軸方向両端部に配置された鍔部118,120と、を有している。各鍔部118,120には、凹み部130,132がそれぞれ形成されており、凹み部130の両側にはコア部材の脚部134,136が設けられ、凹み部132の両側には、コア部材の脚部138,140が設けられている。各脚部134,136,138,140の先端部には、端子電極142,144,146,148がそれぞれ形成されている。巻芯116には、巻線122,124が同一方向にそれぞれ単層巻きされている。端子電極142,144にそれぞれ接続された巻線122,124は、ともに鍔部118側から鍔部120側へ向けて巻回されてから、端子電極146,148にそれぞれ接続されている。なお、巻線122,124を端子電極146,148へそれぞれ接合する際は、巻芯116と鍔部120との段差部分に巻線122,124を引っ掛けて張力を与えることにより、接合位置のずれ及び巻線122,124の緩みを防止している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
巻線型コイル部品において、コストの増加及び部品サイズの大型化を招くことなく、インダクタンス値(コモンモードチョークコイルの場合はコモンモードインピーダンス)をさらに増大させようとする場合、巻線を単層巻きからさらに巻数を増やして2層巻きにすることが考えられる。そして、この従来の巻線型コイル部品において巻線を単層巻きからさらに巻数を増やして2層巻きにする場合は、巻線122,124を鍔部118側から鍔部120側へ向けて1層目を巻回し、次に鍔部120側から鍔部118側へ向けて2層目を巻回してから、巻線122,124を端子電極146,148にそれぞれ接続することになる。しかしながら、その場合は、2層目を巻回した後の巻線122,124を端子電極146,148に接合する際に、巻線122,124を引っ掛けて張力を与えるための支点が存在しなくなってしまう。したがって、2層目を巻回した後の巻線を端子電極へ接合する際に、接合位置にずれが発生したり、巻線が緩んでコア部材の外形からはみ出したりしてしまい、巻線の断線等の不具合の原因になってしまうという課題があった。
【0004】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、2層目を巻回した後の巻線を端子電極へ接合する際に、接合位置のずれ及び巻線の緩みを防止することで、部品の信頼性を確保しながらインダクタンス値を増大させることのできる巻線型コイル部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、第1の本発明に係る巻線型コイル部品は、巻線が巻回される巻芯と、巻線始端側の巻芯端部に配置された始端側鍔部と、巻線終端側の巻芯端部に配置された終端側鍔部と、を含むコア部材を有し、該巻芯に巻回された巻線の始端が始端側鍔部の周壁上に設けられた始端側電極に接続され、該巻線の終端が終端側鍔部の周壁上に設けられた終端側電極に接続された巻線型コイル部品であって、前記巻線は、始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断して巻回開始位置を移動してから、巻芯の巻線終端側から巻線始端側へ向けて1層目が巻回されており、巻芯の巻線始端側から巻線終端側へ向けて2層目が巻回されてから、終端側電極と接続されていることを特徴とする。
【0006】
このように、巻線は、始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断して巻回開始位置を移動してから、巻芯の巻線終端側から巻線始端側へ向けて1層目が巻回されており、巻芯の巻線始端側から巻線終端側へ向けて2層目が巻回されてから、終端側電極と接続されていることにより、2層目を巻回した後の巻線を終端側電極へ接合する際に、巻芯と終端側鍔部との段差部分に巻線を引っ掛けて張力を与えることができるので、接合位置のずれ及び巻線の緩みを防止できる。したがって、部品の信頼性を確保した状態で、コストの増加及び部品サイズの大型化を招くことなくインダクタンス値を増大させることができる。
【0007】
第2の本発明に係る巻線型コイル部品は、第1の本発明に記載のコイル部品であって、前記巻芯には、巻線が始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断して巻回開始位置を移動する際に、巻線を引っ掛けて巻線に張力を与えるための切り欠きが設けられており、巻線は該切り欠きを通されていることを特徴とする。
【0008】
このように、巻芯には、巻線を引っ掛けて巻線に張力を与えるための切り欠きが設けられているので、巻線が始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断して巻回開始位置を移動する際に、巻線を切り欠きに通して切り欠きの段差に巻線を引っ掛けることで、巻線の緩みを防止できる。したがって、巻線の巻回の際に、巻線の緩みに起因する巻膨らみや巻乱れを防止でき、インダクタンス値のばらつきを抑えることができる。
【0009】
第3の本発明に係る巻線型コイル部品は、第1または第2の本発明に記載のコイル部品であって、前記巻芯には、巻線が始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断する位置をガイドするための溝が設けられており、巻線は該溝を通されていることを特徴とする。
【0010】
このように、巻芯には、巻線が始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断する位置をガイドするための溝が設けられているので、巻線を溝に通すことにより、巻線の巻回の際の巻線外形分の出っ張りに起因する巻膨らみや巻乱れを防止できる。したがって、インダクタンス値のばらつきを抑えることができる。
【0011】
第4の本発明に係る巻線型コイル部品は、第1〜3の本発明のいずれか1に記載のコイル部品であって、前記巻芯には、複数の巻線が同一方向に巻回されており、巻線の2層目は、該複数の巻線が撚り線状態で巻回されていることを特徴とする。
【0012】
このように、巻線の2層目は、複数の巻線が撚り線状態で巻回されているので、コモンモードチョークコイルにおいて、2層目の巻線に巻乱れが発生して複数の巻線間の間隔が広がることに起因するノーマルモードインピーダンスの増大を抑えることができる。
【0013】
第5の本発明に係る巻線型コイル部品の巻線巻回方法は、巻線が巻回される巻芯と、巻線始端側の巻芯端部に配置された始端側鍔部と、巻線終端側の巻芯端部に配置された終端側鍔部と、を含むコア部材を有し、該巻芯に巻回された巻線の始端が始端側鍔部の周壁上に設けられた始端側電極に接続され、該巻線の終端が終端側鍔部の周壁上に設けられた終端側電極に接続された巻線型コイル部品の巻線を巻回する方法であって、巻線の始端を始端側電極に接合する始端接合工程と、始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻線を巻芯に沿って横断させて巻線の巻回開始位置を移動する移動工程と、巻芯の巻線終端側から巻線始端側へ向けて巻線の1層目を巻回する第1巻回工程と、巻芯の巻線始端側から巻線終端側へ向けて巻線の2層目を巻回する第2巻回工程と、巻線の終端を終端側電極に接合する終端接合工程と、を含むことを特徴とする。
【0014】
第6の本発明に係る巻線型コイル部品の巻線巻回方法は、第5の本発明に記載の方法であって、前記巻芯には、巻線を引っ掛けて巻線に張力を与えるための切り欠きが設けられており、前記移動工程は、巻線を該切り欠きに通す工程を含むことを特徴とする。
【0015】
第7の本発明に係る巻線型コイル部品の巻線巻回方法は、第5または第6の本発明に記載の方法であって、前記巻芯には、巻線が始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断する位置をガイドするための溝が設けられており、前記移動工程は、巻線を該溝に通す工程を含むことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。
【0017】
(1)第1実施形態
図1〜7は、本発明の第1実施形態に係る巻線型コイル部品及びその巻線巻回方法を示す。図1(A)はコア部材12の上面図、図1(B)は側面図、図1(C)は底面図、図1(D)は図1(B)でのB−B断面図を示す。図2はコア部材12の巻芯16に巻線22,24が巻回された後の底面図を示す。そして、図3〜7は本実施形態の巻線巻回方法を説明する図である。なお、本実施形態においては、巻線型コイル部品がコモンモードチョークコイルである場合について示す。
【0018】
コア部材12は、巻線22,24が巻回される巻芯16と、巻線始端側26の巻芯端部に配置された始端側鍔部18と、巻線終端側28の巻芯端部に配置された終端側鍔部20と、を含む。ここでの巻芯16は、例えば長方形断面(巻芯16の軸方向に対する横断面)を有する軸方向に細長い形状の直方体として構成される。始端側鍔部18の底面の略中央部及び終端側鍔部20の底面の略中央部には、凹み部30,32がそれぞれ形成されている。始端側鍔部18における凹み部30の両側にはコア部材12の脚部34,36が設けられており、終端側鍔部20における凹み部32の両側にはコア部材12の脚部38,40が設けられている。脚部34,36の底面には、始端側電極42,44がそれぞれ形成されており、脚部38,40の底面には、終端側電極46,48がそれぞれ形成されている。
【0019】
巻芯16には、2本の巻線22,24が互いに略平行かつ隣り合った状態で同一方向に巻回されている。巻線22,24の両端の接合部は導体が露出され、それ以外の部分は絶縁材料で被覆されている。巻線22,24の始端は始端側電極42,44にそれぞれ接続されており、巻線22,24の終端は終端側電極46,48にそれぞれ接続されている。
【0020】
次に、本実施形態における巻線22,24の巻回方法について図3〜7を用いて説明する。なお、図示はしていないが、巻線22,24の始線端末は固定され、終線端末は移動可能かつ巻線の引き出しが可能であり、コア部材12は巻芯16の中心軸回りに回転可能となっている。
【0021】
まず始端接合工程においては、図3に示すように、巻線22が始端側電極42上を通り、かつ巻線24が始端側電極44上を通るように巻線22,24の終線端末を移動させて、巻線22,24の始端側電極42,44への接合及び切断を行う。
【0022】
次に移動工程においては、図4に示すように、巻線22,24の終線端末を巻線終端側28へ位置させた状態でコア部材12を1/4回転させて巻線22,24を始端側電極42,44側から巻線終端側28の巻芯端部へ巻芯16に沿って横断させる。これによって、巻線22,24の巻回開始位置が移動される。
【0023】
次に第1巻回工程においては、図5に示すように、コア部材12を回転させながら巻線22,24の終線端末を巻線終端側28から巻線始端側26へ移動させることで、巻線終端側28の巻芯端部から巻線始端側26の巻芯端部へ向けて巻線22,24の1層目を巻回する。
【0024】
次に第2巻回工程においては、図6に示すように、コア部材12を回転させながら巻線22,24の終線端末を巻線始端側26から巻線終端側28へ移動させることで、巻線始端側26の巻芯端部から巻線終端側28の巻芯端部へ向けて巻線22,24の2層目を巻回する。
【0025】
最後に終端接合工程においては、図7に示すように、巻線22が終端側電極46上を通り、かつ巻線24が終端側電極48上を通るように巻線22,24の終線端末を移動させて、巻線22,24の終端側電極46,48への接合及び切断を行う。このとき、巻芯16と終端側鍔部20との段差部分に巻線22,24を引っ掛けて張力を与えることにより、終端側電極46,48への接合位置のずれ及び巻線22,24の緩みが防止される。
【0026】
本実施形態においては、巻線22,24は、始端側電極42,44側から巻芯16の巻線終端側28へ巻芯16に沿って横断して巻回開始位置を移動してから、巻芯16の巻線終端側28から巻線始端側26へ向けて1層目が巻回され、次に巻芯16の巻線始端側26から巻線終端側28へ向けて2層目が巻回されてから、終端側電極46,48とそれぞれ接続されている。したがって、2層目を巻回した後の巻線22,24を終端側電極46,48へそれぞれ接合する際に、巻芯16と終端側鍔部20との段差部分に巻線22,24を引っ掛けて巻線22,24に張力を与えることができるので、終端側電極46,48への接合位置のずれ及び巻線22,24の緩みを防止できる。したがって、コモンモードチョークコイルにおいて、部品の信頼性を確保した状態で2層巻きを実現できるので、コストの増加及び部品サイズの大型化を招くことなくコモンモードインピーダンスを増大させることができる。
【0027】
(2)第2実施形態
図8,9は、本発明の第2実施形態に係る巻線型コイル部品及びその巻線巻回方法を示す図である。図8(A)はコア部材12の上面図、図8(B)は側面図、図8(C)は底面図、図8(D)は図8(B)でのB−B断面図を示す。そして、図9は本実施形態の巻線巻回方法における移動工程を説明する図である。本実施形態においても第1実施形態と同様にコモンモードチョークコイルの場合について示す。
【0028】
本実施形態のコア部材12においては、図8に示すように、巻芯側面56における巻線始端側26の巻芯端部に切り欠き50が設けられ、巻芯側面58(側面56の裏面)における巻線終端側28の巻芯端部に切り欠き52が設けられている。さらに、巻芯上面60には、切り欠き50と切り欠き52とを接続する溝54が斜めに設けられている。なお、切り欠き50,52及び溝54の幅及び深さについては、巻線22,24の両方が中に収納可能な程度の大きさに設定されている。
【0029】
そして、本実施形態の移動工程においては、まず図9(A)に示すように巻線22,24を切り欠き50に通し、次に図9(B)に示すようにコア部材12を1/4回転させて巻線22,24を溝54に通し、次に図9(C)に示すようにコア部材12を1/4回転させて巻線22,24を切り欠き52に通す。そして、巻線22,24の1層目と2層目を巻回する。このように、本実施形態のコモンモードチョークコイルにおいては、巻線22,24が切り欠き50、溝54及び切り欠き52に通されている。なお、巻線22,24の1層目と2層目の巻回等の他の構成については第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
【0030】
本実施形態においても、コモンモードチョークコイルにおいて、部品の信頼性を確保した状態で、コストの増加及び部品サイズの大型化を招くことなくコモンモードインピーダンスを増大させることができる。さらに本実施形態においては、巻芯側面56における巻線始端側26の巻芯端部に切り欠き50が設けられていることにより、巻線22,24を巻線始端側26の巻芯端部から巻線終端側28の巻芯端部へ巻芯16に沿って横断させる際に、巻線22,24を切り欠き50の段差部分に引っ掛けることができ、巻線22,24に十分な張力を与えることができる。同様に、巻芯側面58における巻線終端側28の巻芯端部に切り欠き52が設けられていることにより、巻線終端側28の巻芯端部から巻線22,24の巻回を開始する際に、巻線22,24を切り欠き52の段差部分に引っ掛けることができ、巻線22,24に十分な張力を与えることができる。したがって、巻線22,24の緩みを防止することができ、巻線22,24の緩みに起因する巻膨らみや巻乱れを防止できるので、コモンモードチョークコイルにおいて、コモンモードインピーダンスのばらつき及びノーマルモードインピーダンスの増大を抑えることができる。
【0031】
また、巻線22,24を巻線始端側26の巻芯端部から巻線終端側28の巻芯端部へ巻芯16に沿って横断させる際に、巻線22,24を溝54に通すことにより、その後に1層目及び2層目を巻回する際に、巻線外形分の出っ張りに起因する巻膨らみや巻乱れを防止できる。したがって、コモンモードチョークコイルにおいて、コモンモードインピーダンスのばらつき及びノーマルモードインピーダンスの増大を抑えることができる。
【0032】
なお、本実施形態における切り欠き50,52については、巻線始端側26の巻芯端部における上面60と側面56とが交わる角部及び巻線終端側28の巻芯端部における上面60と側面58とが交わる角部にそれぞれ設けられていても、巻線22,24を切り欠きの段差部分に引っ掛けることができ、巻線22,24に十分な張力を与えることができる。
【0033】
(3)第3実施形態
図10は、本発明の第3実施形態に係る巻線型コイル部品及び巻線巻回方法を示す図であり、巻線巻回方法における第2巻回工程を説明する斜視図である。本実施形態においても第1実施形態と同様にコモンモードチョークコイルの場合について示す。
【0034】
本実施形態においては、図10に示すように、第1巻回工程における1層目の巻回については、第1実施形態と同様に巻線22,24を互いに略平行かつ隣り合わせた状態で巻線終端側28から巻線始端側26へ向けて巻回するが、第2巻回工程における2層目の巻回の際には、巻線22,24を撚り線にした状態で巻線始端側26から巻線終端側28へ向けて巻回する。他の構成については第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
【0035】
本実施形態においても、コモンモードチョークコイルにおいて、部品の信頼性を確保した状態で、コストの増加及び部品サイズの大型化を招くことなくコモンモードインピーダンスを増大させることができる。さらに本実施形態においては、2層目を巻回する際に、巻線22,24を撚り線にして巻回している。ここで、1層目に巻乱れが発生した場合や2層目を間隔を空けて巻回する(ピッチ巻)場合は、2層目において巻線22と巻線24との間隔が広がる場合があり、その場合は、ノーマルモードインピーダンスが増大してしまう。しかし、本実施形態では、巻線22,24を撚り線にして2層目を巻回しているので、2層目において巻線22と巻線24との間隔が広がるのを防止することができ、ノーマルモードインピーダンスを低下させることができる。
【0036】
ここで、2層目をピッチ巻とした場合のインピーダンス特性を図11に示す。図11において、上側の特性がコモンモードインピーダンスであり、下側の特性がノーマルモードインピーダンスである。そして、実線は、巻線22,24を撚り線にして2層目を巻回した場合の特性を示し、破線は、2層目において巻線22と巻線24との間隔が広がった場合の特性を示す。図11に示すように、巻線22,24を撚り線にして2層目を巻回することにより、ノーマルモードインピーダンスを低下させることができる。
【0037】
以上の説明においては、コイル部品が巻芯に2本の巻線が巻回されたバイファイラ型のコモンモードチョークコイルである場合について説明したが、巻芯に巻回される巻線の数は2本に限るものではなく、例えば巻芯に3本の巻線が巻回されたトリファイラ型のコモンモードチョークコイルであっても本発明を適用可能である。さらに、本発明の適用が可能なコイル部品はコモンモードチョークコイルに限るものではなく、巻芯に巻線が巻回された巻線型コイル部品であるならば本発明の適用が可能である。例えば、巻線型インダクタの場合は、本発明の適用により、部品の信頼性を確保した状態で2層巻きを実現でき、インダクタンス値を増大させることができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、巻線は、始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断して巻回開始位置を移動してから、巻芯の巻線終端側から巻線始端側へ向けて1層目が巻回されており、巻芯の巻線始端側から巻線終端側へ向けて2層目が巻回されてから、終端側電極と接続されていることにより、部品の信頼性を確保した状態で、コストの増加及び部品サイズの大型化を招くことなくインダクタンス値を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る巻線型コイル部品のコア部材を示す図である。
【図2】 本発明の第1実施形態に係る巻線型コイル部品を示す底面図である。
【図3】 本発明の第1実施形態に係る巻線巻回方法の始端接合工程を説明する図である。
【図4】 本発明の第1実施形態に係る巻線巻回方法の移動工程を説明する図である。
【図5】 本発明の第1実施形態に係る巻線巻回方法の第1巻回工程を説明する図である。
【図6】 本発明の第1実施形態に係る巻線巻回方法の第2巻回工程を説明する図である。
【図7】 本発明の第1実施形態に係る巻線巻回方法の終端接合工程を説明する図である。
【図8】 本発明の第2実施形態に係る巻線型コイル部品のコア部材を示す図である。
【図9】 本発明の第2実施形態に係る巻線巻回方法の移動工程を説明する図である。
【図10】 本発明の第3実施形態に係る巻線巻回方法の第2巻回工程を説明する図である。
【図11】 本発明の第3実施形態に係る巻線型コイル部品のインピーダンス特性を示す図である。
【図12】 従来の巻線型コイル部品を示す斜視図である。
【符号の説明】
12 コア部材、16 巻芯、18 始端側鍔部、20 終端側鍔部、22,24 巻線、26 巻線始端側、28 巻線終端側、42,44 始端側電極、46,48 終端側電極、50,52 切り欠き、54 溝。
Claims (7)
- 巻線が巻回される巻芯と、巻線始端側の巻芯端部に配置された始端側鍔部と、巻線終端側の巻芯端部に配置された終端側鍔部と、を含むコア部材を有し、該巻芯に巻回された巻線の始端が始端側鍔部の周壁上に設けられた始端側電極に接続され、該巻線の終端が終端側鍔部の周壁上に設けられた終端側電極に接続された巻線型コイル部品であって、
前記巻線は、始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断して巻回開始位置を移動してから、巻芯の巻線終端側から巻線始端側へ向けて1層目が巻回されており、巻芯の巻線始端側から巻線終端側へ向けて2層目が巻回されてから、終端側電極と接続されていることを特徴とする巻線型コイル部品。 - 請求項1に記載の巻線型コイル部品であって、
前記巻芯には、巻線が始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断して巻回開始位置を移動する際に、巻線を引っ掛けて巻線に張力を与えるための切り欠きが設けられており、
巻線は該切り欠きを通されていることを特徴とする巻線型コイル部品。 - 請求項1または2に記載の巻線型コイル部品であって、
前記巻芯には、巻線が始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断する位置をガイドするための溝が設けられており、
巻線は該溝を通されていることを特徴とする巻線型コイル部品。 - 請求項1〜3のいずれか1に記載の巻線型コイル部品であって、
前記巻芯には、複数の巻線が同一方向に巻回されており、
巻線の2層目は、該複数の巻線が撚り線状態で巻回されていることを特徴とする巻線型コイル部品。 - 巻線が巻回される巻芯と、巻線始端側の巻芯端部に配置された始端側鍔部と、巻線終端側の巻芯端部に配置された終端側鍔部と、を含むコア部材を有し、該巻芯に巻回された巻線の始端が始端側鍔部の周壁上に設けられた始端側電極に接続され、該巻線の終端が終端側鍔部の周壁上に設けられた終端側電極に接続された巻線型コイル部品の巻線を巻回する方法であって、
巻線の始端を始端側電極に接合する始端接合工程と、
始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻線を巻芯に沿って横断させて巻線の巻回開始位置を移動する移動工程と、
巻芯の巻線終端側から巻線始端側へ向けて巻線の1層目を巻回する第1巻回工程と、
巻芯の巻線始端側から巻線終端側へ向けて巻線の2層目を巻回する第2巻回工程と、
巻線の終端を終端側電極に接合する終端接合工程と、
を含むことを特徴とする巻線型コイル部品の巻線巻回方法。 - 請求項5に記載の巻線型コイル部品の巻線巻回方法であって、
前記巻芯には、巻線を引っ掛けて巻線に張力を与えるための切り欠きが設けられており、
前記移動工程は、巻線を該切り欠きに通す工程を含むことを特徴とする巻線型コイル部品の巻線巻回方法。 - 請求項5または6に記載の巻線型コイル部品の巻線巻回方法であって、
前記巻芯には、巻線が始端側電極側から巻芯の巻線終端側へ巻芯に沿って横断する位置をガイドするための溝が設けられており、
前記移動工程は、巻線を該溝に通す工程を含むことを特徴とする巻線型コイル部品の巻線巻回方法。
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