JP4513586B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

本発明はコイル部品に関し、特にドラムコアとリングコアとを備えたコイル部品に関する。

従来、高インピーダンスで低直流抵抗の電源系コモンモードチョークコイルとして、導線が巻回されたドラムコアとリングコアとを組み合わせたコイル部品が提案されていた。このコイル部品は、例えば特許文献１に示されるように、金属端子がリングコアにかしめられて設けられており、この金属端子の一方に導線の端部が継線されている。そしてコイル部品を基板上に実装する際に、金属端子の他方が基板上の金属端子と電気的に接続されていた。
特開平１０−３２１４４６号公報

従来のコイル部品では、金属端子がかしめによりコアに固定されているため、コイル部品が実装されている基板が歪んだとしても、金属端子が変形することにより、コアにまで歪みを伝達することは抑制されていた。しかし、衝撃が加えられた場合に金属端子とコアとが外れることがあり、振動や衝撃が発生する箇所での信頼性が低かった。

これを解決するために接着剤を用いて金属端子を固定する方法も考えられるが、逆に基板が歪んだ場合に歪みがコアまで伝達されてコアが破壊されるおそれがあり、好ましいことではなかった。また、接着剤で固定された場合には、例えばレーザを用いて導線を金属端子に継線する場合に継線時の熱で接着剤が炭化する場合があり、接着性が低下すると共に、基板上に炭化した接着剤が飛散する恐れもあった。

そこで、本発明は、コアと金属端子とが好適に接合されるコイル部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、柱状の巻芯部と該巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部を有するドラムコアと、該巻芯部に巻回された導線と、該ドラムコアが挿入される貫通孔が形成されたリングコアと、該リングコアに該導線の一端及び他端の数と同数設けられた金属端子と、を備え、該リングコアは、該貫通孔の一端が開口する第一面と、該第一面に対向し該貫通孔の他端が開口する第二面を少なくとも有し、該金属端子は、該第一面に固定される固定部と、該第二面に配置される実装部と、該導線が継線される継線部と、該実装部と該固定部及び該継線部とを連結する連結部と、を有し、該第二面には該貫通孔に連通する溝部が形成され、該継線部は該溝部に収容され、該連結部は継線部連結部と実装部連結部とを有し、該実装部は継線部連結部と実装部連結部とに接続され、該継線部は継線部連結部によって該実装部に連結され、該導線の一端、他端は該金属端子の継線部に一つずつ継線され、該ドラムコアの一方の鍔部と、該第一面と、該固定部とに跨って、樹脂接着層が設けられ、該樹脂接着層によって該一方の鍔部と、該第一面と、該固定部とが連結されているコイル部品を提供している。一例として、コイル部品はコモンモードチョークコイルである。

このような構成によると、金属端子の固定部とドラムコアとの間で樹脂接着層が介在して固着されるため、金属端子とドラムコアとの分離を防止すると共に、金属端子からドラムコアへの応力の伝達を低減することができる。また、実装部及び継線部と固定部との間には連結部があるため、実装部及び継線部から固定部までの間の距離を遠くすることができる。よって、実装部及び継線部で発生した熱が熱伝導により固定部に伝わる際に、連結部で好適に放熱することができる。

また、継線部と実装部との間の距離を短くすることができる。よって継線部から実装部までの電気抵抗を少なくすることができる。また継線部から固定部までの間に連結部と実装部とが介在しているため、継線部で発生した熱は、実装部及び連結部に伝達してより好適に放熱される。

また、継線部を溝部内に収容することができる。よって継線部が外因より保護されると共に、継線部が溝部外に当接等することが抑制される。また、溝部が貫通孔に連通しているため、貫通孔内に配置されているリングコアから延出される導線を溝部の連通部分から継線部に配線することができる。よって、導線に不要な屈曲部を形成することなく配線することができる。

本発明のコイル部品によれば、コアと金属端子との接合性を高めることができる。

本発明の実施の形態によるコイル部品について図１から図６を参照しながら説明する。図１に示されるコイル部品１は、リングコア２と、第一金属端子〜第四金属端子５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂと、ドラムコア３とから主に構成されている。

図１及び図２に示されるように、リングコア２は、ドラムコア３が挿入される貫通孔２ａの一端が開口する略正方形の第一面２１（図１）と第一面２１に略平行に対向し貫通孔２ａの他端が開口する第二面２２（図２）とを備え、この第一面２１と第二面２２との間に第一側面２３Ａ、第二側面２３Ｂ、第三側面２４Ａ、及び第四側面２４Ｂを有した略直方体より構成されている。第一側面２３Ａと第二側面２３Ｂとは平行に対向する面であり、第三側面２４Ａと第四側面２４Ｂも平行に対向する面である。また貫通孔２ａの中心軸は、第一面２１の中心と第二面２２の中心とを結んで形成されている。

図１に示されるように、第一面２１表面であって第一面２１と第一側面２３Ａとが交わる部分の近傍には、一方が貫通孔２ａ内に貫通し、他方が第一側面２３Ａに開口する第一固定溝２１５ａと第二固定溝２１６ａとが形成されている。また第一面２１表面であって第一面２１と第二側面２３Ｂとが交わる部分の近傍には、一方が貫通孔２ａ内に貫通し、他方が第二側面２３Ｂに開口する第三固定溝２１５ｂと第四固定溝２１６ｂとが形成されている。これら第一固定溝２１５ａ、第二固定溝２１６ａ、第三固定溝２１５ｂ、及び第四固定溝２１６ｂは、何れも第一側面２３Ａから第二側面２３Ｂに向かう方向と略平行に形成されている。

第一固定溝２１５ａと第二固定溝２１６ａとは、貫通孔２ａの中心軸を通り、第三側面２４Ａから第四側面２４Ｂに向かう方向と直交する平面に対して面対称な構成であり、第三固定溝２１５ｂと第四固定溝２１６ｂとも同様に面対称な構成である。また、第一固定溝２１５ａ及び第二固定溝２１６ａと第三固定溝２１５ｂ及び第四固定溝２１６ｂとは、貫通孔２ａの中心軸を中心として点対称な構成になっている。

図２に示されるように、第二面２２の四方の角部の一角であって第一側面２３Ａと第三側面２４Ａとが交わる角部には、一方が貫通孔２ａ内に貫通し、他方が第一側面２３Ａと第三側面２４Ａとに跨って開口する第一継線溝２２５ａが形成されている。また第二面２２の第一側面２３Ａと第四側面２４Ｂとが交わる角部には、一方が貫通孔２ａ内に貫通し、他方が第一側面２３Ａと第四側面２４Ｂとに跨って開口する第二継線溝２２６ａが形成されている。同様に第二面２２の第二側面２３Ｂと第三側面２４Ａとが交わる角部には、第四継線溝２２６ｂが形成され、第二側面２３Ｂと第四側面２４Ｂとが交わる角部には、第三継線溝２２５ｂが形成されている。

また、第二面２２の第一側面２３Ａと交わる部分であって、貫通孔２ａと第一継線溝２２５ａと第二継線溝２２６ａとにより区画される部分に金属端子５Ａ及び金属端子６Ａが取り付けられる第一端子取付面２２Ａが規定されている。これと同様に第二面２２の第二側面２３Ｂと交わる部分には、金属端子５Ｂ及び金属端子６Ｂが取り付けられる第二端子取付面２２Ｂが規定されている。

第一金属端子５Ａと第三金属端子５Ｂ、及び第二金属端子６Ａと第四金属端子６Ｂは、それぞれリングコア２に取り付けられるが、第一金属端子５Ａと第三金属端子５Ｂとは同一形状であり、第二金属端子６Ａと第四金属端子６Ｂとも同一形状であるため、代表として第一金属端子５Ａ及び第二金属端子６Ａで説明する。

図３に示される第一金属端子５Ａ及び第二金属端子６Ａは、導電性及び弾性を備えた板状の金属板を金型で打ち抜き、曲げ加工されて製造されており、それぞれ第一固定部５１Ａ及び第二固定部６１Ａ、第一実装部５２Ａ及び第二実装部６２Ａ、第一継線部５３Ａ及び第二継線部６３Ａから主に構成されている。第一固定部５１Ａと第一実装部５２Ａ、及び第二固定部６１Ａと第二実装部６２Ａは、それぞれ略平行になるように配置されている。

第一固定部５１Ａと第一実装部５２Ａとの間には、第一実装部連結部５４Ａが設けられて第一固定部５１Ａと第一実装部５２Ａとを連結している。よって第一金属端子５Ａは、第一固定部５１Ａと第一実装部５２Ａと第一実装部連結部５４Ａとからその断面形状が略コの字形状を成すように構成されており、第一固定部５１Ａと第一実装部５２Ａとの自由端側の間は、固定端側より若干狭くなっている。また第二金属端子６Ａも同様に第二固定部６１Ａと第二実装部６２Ａと第二実装部連結部６４Ａとを備え、その断面形状が略コの字形状を成すように構成され、第二固定部６１Ａと第二実装部６２Ａとの自由端側の間は、固定端側より若干狭くなっている。

図３に示す第一金属端子５Ａにおいて、第一実装部連結部５４Ａを背面と仮定し、第一実装部５２Ａ及び第一固定部５１Ａを頂面及び底面と仮定した状態で、金属端子５Ａの右側面側であって第一実装部５２Ａと第一固定部５１Ａとの略中間位置には、第一継線部５３Ａが設けられている。第一継線部５３Ａは第一継線部連結部５５Ａで第一実装部５２Ａに連結されている。よって、第一継線部５３Ａから第一実装部５２Ａまでの距離は第一継線部連結部５５Ａに依存し、第一継線部連結部５５Ａの第一継線部５３Ａから第一実装部５２Ａまでの距離を短くすることにより、金属端子５Ａの電気抵抗を小さくすることができる。また第一継線部５３Ａは、第一継線部連結部５５Ａと共に、その断面形状が略Ｕ字状になるように構成されている。

第二金属端子６Ａにおいても、第一金属端子５Ａと同様に、第二実装部連結部６４Ａを背面と仮定し、第二実装部６２Ａ及び第二固定部６１Ａを頂面及び底面と仮定した状態で、金属端子６Ａの左側面側であって第二実装部６２Ａと第二固定部６１Ａとの略中間位置には、第二継線部６３Ａが設けられている。第二継線部６３Ａは第二継線部連結部６５Ａで第二実装部６２Ａに連結されている。また第二継線部６３Ａにおいても、第二継線部連結部６５Ａと共に、その断面形状が略Ｕ字状になるように構成されている。

第一金属端子５Ａがリングコア２に装着される際には、図２に示されるように、第一固定部５１Ａが、第一側面２３Ａに開口した第一固定溝２１５ａ内に挿入されると共に、第一実装部５２Ａが第一端子取付面２２Ａ上に配置される。第一固定部５１Ａと第一実装部５２Ａとの自由端側は若干狭まっているため、金属端子５Ａは、第一固定溝２１５ａ底面と第一端子取付面２２Ａとを狭持するようにリングコア２に取り付けられる。また金属端子５Ａがリングコア２に装着される際に、第一継線部５３Ａは第一継線溝２２５ａ内に挿入される。

同様に第二金属端子６Ａも第二固定部６１Ａが第一側面２３Ａに開口した第二固定溝２１６ａ内に挿入されると共に、第二実装部６２Ａが第一端子取付面２２Ａ上に配置され、第二固定溝２１６ａ底面と第一端子取付面２２Ａとを狭持するようにリングコア２に取り付けられる。また第二継線部６３Ａは、第二継線溝２２６ａ内に挿入される。

また第三金属端子５Ｂも第三固定溝２１５ｂ底面と第二端子取付面２２Ｂとを狭持し、第四金属端子６Ｂも第四固定溝２１６ｂ底面と第二端子取付面２２Ｂとを狭持するようにリングコア２に取り付けられ、第三継線部５３Ｂ及び第四継線部６３Ｂがそれぞれ第三継線溝２２５ｂ及び第四継線溝２２６ｂに挿入される。

図４に示されるように、ドラムコア３は、柱状の巻芯部３３の両端に略円板状の一対の第一鍔部３１、第二鍔部３２が設けられて構成されている。ドラムコア３の第一鍔部３１から巻芯部３３を通り第二鍔部３２までの厚さは、リングコア２の第一面２１から第二面２２に向かう方向の厚さと略同じ厚さになるように形成されており、第一鍔部３１及び第二鍔部３２の直径は、貫通孔２ａ内径より僅かに小さくなるように形成されている。巻芯部３３には、第一導線７５、第二導線７６からなる一対の導線７が巻回されている。この第一導線７５及び第二導線７６は、図５に示されるように、その端部が巻芯部３３より略四方に向けて延出されている。

導線７が巻回されたドラムコア３は、貫通孔２ａ内に第二面２２側から挿入され、図１に示されるように、第一鍔部３１の反巻芯部３３側面と第一面２１とが面一になるように配置される。そして図６に示されるように、導線７５の一端が第一継線溝２２５ａに挿入されて第一継線部５３Ａに配線され、導線７５の他端が第三継線溝２２５ｂに挿入されて第三継線部５３Ｂに配線される。また導線７６の一端が第二継線溝２２６ａに挿入されて第二継線部６３Ａに配線され、導線７６の他端が第四継線溝２２６ｂに挿入されて第四継線部６３Ｂに配線される。この場合に、導線７５及び導線７６は、第一面２１から第二面２２に向かう方向において、その端部が巻芯部３３（図４）より延出される位置と継線される位置とが略同一位置となるために、導線７５及び導線７６の端部をあまり折り曲げずに継線することができる。よって導線７を折り曲げて配線することに起因する導線７の断線を防止することができる。

導線７５及び導線７６を配線した後に、図１に示すように、第一面２１及び第一鍔部３１に跨って接着剤である樹脂接着層８が塗布される。樹脂接着層８により、第一面２１と第一鍔部３１とが連結されてリングコア２とドラムコア３とが一体となる。また第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂの第一固定部５１Ａ〜第四固定部６１Ｂにも表面２１と同時に樹脂接着層８が塗布されるため、第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂとリングコア２とが剛に接合される。

樹脂接着層８を塗布した後に、第一継線部５３Ａ〜第四継線部６３Ｂに図示せぬレーザ照射装置によりレーザ光を照射し、各継線部及び導線を溶融させて継線する。この時に、例えば第一継線部５３Ａには多量の熱量が供給され、第一継線部５３Ａの温度も上昇する。第一金属端子５Ａは、第一固定部５１Ａでリングコア２に樹脂接着層８により接着されているため、第一継線部５３Ａで発生した熱が第一固定部５１Ａまで伝達されて樹脂接着層８が炭化等するおそれがある。しかし、当該実施の形態に係る第一金属端子５Ａでは、第一継線部５３Ａから第一固定部５１Ａに到るまでに、第一継線部連結部５５Ａ、第一実装部５２Ａ、第一実装部連結部５４Ａを経る必要がある。よって第一継線部５３Ａで発生した熱は、第一継線部連結部５５Ａ、第一実装部５２Ａ、第一実装部連結部５４Ａから雰囲気中に放熱、若しくはリングコア２に吸熱されて第一固定部５１Ａに高温が伝達されることが抑制され、樹脂接着層８が炭化することを防止している。第二金属端子６Ａ、第三金属端子５Ｂ、第四金属端子５Ｂでも同様の構成を取っているため、何れの金属端子でも樹脂接着層８に高温が伝わることを抑制しつつ継線することができる。

導線７が継線されて完成されたコイル部品１を図示せぬ基板上に実装する際には、第一実装部５２Ａ〜第四実装部６２Ｂが図示せぬ基板上の電極とハンダにより電気的に接合される。このハンダによる接合により、図示せぬ基板と第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂとは剛に接合される。コイル部品１が図示せぬ基板に実装された後に、例えば図示せぬ基板が応力を受けて変形した場合においては、第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂは図示せぬ基板に追従して変形する。しかし、リングコア２は、第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂと第一固定部５１Ａ〜第四固定部６１Ｂのみを介して接着され、第一実装部５２Ａ〜第四実装部６２Ｂや、第一実装部連結部５４Ａ〜第四実装部連結部６４Ｂについては、第一側面２３Ａ、第二側面２３Ｂや、第二面２２と当接しているのみである。よって、第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂが図示せぬ基板に追従して変形したとしても、第一固定部５１Ａ〜第四固定部６１Ｂのみでリングコア２と第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂとは連結されているため、図示せぬ基板よりリングコア２に入力される応力は小さくなり、リングコア２がコア割れする等の破損することを抑制することができる。また導線７は通電により発熱する場合があるが、コイル部品１では導線７には樹脂接着層８が塗布されてはいないため、導線７の発熱に起因した熱膨張による樹脂接着層８の剥離は発生し難くなっている。

また、リングコア２と第一固定部５１Ａ〜第四固定部６１Ｂとが樹脂接着層８による接着がはずれて解離した場合であっても、第一金属端子５Ａ及び第二金属端子６Ａと第三金属端子５Ｂ及び第四金属端子６Ｂとが互いに向き合った方向に、第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂの略コの字形状の自由端側が位置するように第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂが配置されているため、少なくとも第一金属端子５Ａ及び第二金属端子６Ａから第三金属端子５Ｂ及び第四金属端子６Ｂへと向かう方向では第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂからリングコア２が外れることはない。また、第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂは、第一固定部５１Ａ〜第四固定部６１Ｂと第一実装部５２Ａ〜第四実装部６２Ｂとの間でリングコア２を狭持し、かつ第一固定部５１Ａ〜第四固定部６１Ｂが第一固定溝２１５ａ〜第四固定溝２１６ｂ内に挿入されているため、第一金属端子５Ａ及び第二金属端子６Ａから第三金属端子５Ｂ及び第四金属端子６Ｂへと向かう方向と直交する方向でも第一金属端子５Ａ〜第四金属端子６Ｂからリングコア２が外れることはない。

本発明によるコイル部品は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態に係るコイル部品では、略コの字形状の金属端子によりリングコアを保持したが、この金属端子の自由端側に、例えば凸部や爪部のかしめ片を設けると共にリングコアに凹部等のかしめ片と係合する係合部を設けても良い。このような構成によると、金属端子とリングコアとの結合性をより高めることが可能となる。

本発明の実施の形態に係るコイル部品の斜視図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品のリングコアの第二面側からの斜視図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品の金属端子の斜視図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品のドラムコアの断面図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品のドラムコアの斜視図。 本発明の実施の形態に係るコイル部品のリングコアとドラムコアとを組み合わせた状態での第二面側からの斜視図。

符号の説明

１・・コイル部品 ２・・リングコア ２１・・第一面 ２１５ａ・・第一固定溝
２１５ｂ・・第三固定溝 ２１６ａ・・第二固定溝 ２１６ｂ・・第四固定溝
２２・・第二面 ２２Ａ・・第一端子取付面 ２２Ｂ・・第二端子取付面
２２５ａ・・第一継線溝 ２２５ｂ・・第三継線溝 ２２６ａ・・第二継線溝
２２６ｂ・・第四継線溝 ２３Ａ・・第一側面 ２３Ｂ・・第二側面
２４Ａ・・第三側面 ２４Ｂ・・第四側面 ２ａ・・貫通孔 ３・・ドラムコア
３１・・第一鍔部 ３２・・第二鍔部 ３３・・巻芯部 ５Ａ・・第一金属端子
５１Ａ・・第一固定部 ５２Ａ・・第一実装部 ５３Ａ・・第一継線部
５４Ａ・・第一実装部連結部 ５５Ａ・・第一継線部連結部 ５Ｂ・・第三金属端子
５３Ｂ・・第三継線部 ６Ａ・・第二金属端子 ６１Ａ・・第二固定部
６２Ａ・・第二実装部 ６３Ａ・・第二継線部 ６４Ａ・・第二実装部連結部
６５Ａ・・第二継線部連結部 ６Ｂ・・第四金属端子 ６３Ｂ・・第四継線部
７・・導線 ７５・・第一導線 ７６・・第二導線 ８・・樹脂接着層

Claims (2)

1. 柱状の巻芯部と該巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部を有するドラムコアと、
   該巻芯部に巻回された導線と、
   該ドラムコアが挿入される貫通孔が形成されたリングコアと、
   該リングコアに該導線の一端及び他端の数と同数設けられた金属端子と、を備え、
   該リングコアは、該貫通孔の一端が開口する第一面と、該第一面に対向し該貫通孔の他端が開口する第二面を少なくとも有し、
   該金属端子は、該第一面に固定される固定部と、該第二面に配置される実装部と、該導線が継線される継線部と、該実装部と該固定部及び該継線部とを連結する連結部と、を有し、
   該第二面には該貫通孔に連通する溝部が形成され、該継線部は該溝部に収容され、
   該連結部は継線部連結部と実装部連結部とを有し、該実装部は継線部連結部と実装部連結部とに接続され、該継線部は継線部連結部によって該実装部に連結され、
   該導線の一端、他端は該金属端子の継線部に一つずつ継線され、
   該ドラムコアの一方の鍔部と、該第一面と、該固定部とに跨って、樹脂接着層が設けられ、該樹脂接着層によって該一方の鍔部と、該第一面と、該固定部とが連結されていることを特徴とするコイル部品。
2. 柱状の巻芯部と該巻芯部の両端に設けられた一対の鍔部を有するドラムコアと、
   該巻芯部に巻回された導線と、
   該ドラムコアが挿入される貫通孔が形成されたリングコアと、
   該リングコアに該導線の一端及び他端の数と同数設けられた金属端子と、を備え、
   該リングコアは、該貫通孔の一端が開口する第一面と、該第一面に対向し該貫通孔の他端が開口する第二面を少なくとも有し、
   該金属端子は、該第一面に固定される固定部と、該第二面に配置される実装部と、該導線が継線される継線部と、該実装部と該固定部及び該継線部とを連結する連結部と、を有し、
   該第二面には該貫通孔に連通する溝部が形成され、該継線部は該溝部に収容され、
   該連結部は継線部連結部と実装部連結部とを有し、該実装部は継線部連結部と実装部連結部とに接続され、該継線部は継線部連結部によって該実装部に連結され、
   該導線の一端、他端は該金属端子の継線部に一つずつ継線され、
   該ドラムコアの一方の鍔部と、該第一面と、該固定部とに跨って、樹脂接着層が設けられ、該樹脂接着層によって該一方の鍔部と、該第一面と、該固定部とが連結されてい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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