JP5174106B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、コイル部品及びその製造方法に関し、特に、略ロの字形状の閉磁路をなすコアに巻線を装着したコイル部品及びその製造方法に関する。

従来より、略ロの字形状の閉磁路をなすコアに巻線を装着したコイル部品が知られている。このコイル部品は、例えば、コアを分割し、別途作成した巻線を装着したのち、コアを突き合わせて継ぎ合わせるか、又は、一体的に略ロの字形状に形成したコアに、巻線を直接巻き付けることにより形成される（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−３３０７０４号公報

しかしながら、コアを分割して継ぎ合わせる場合には、コアを一体的に形成する場合に比べて、実効透磁率が低くなってしまうので、巻線の巻数が多く、線径が大きくなってしまい、小型化することが難しいという問題があった。また、特許文献１に記載されているコイル部品は、一体的に形成されたコアを用いているが、コアに独立した２つの巻線を巻きつけたものであり、２つの巻線が連続して一体的に構成されたものではない。更に、コアを一体的に形成する場合には、巻線の端部を長く引き出した状態で巻きつけることができないので、巻線の端部に、引出端子を接続しなければならず、接触抵抗が大きくなり、特性が低下してしまうという問題があった。

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、特性を向上させることができると共に、小型化することができる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。

本発明のコイル部品は、被覆導線を巻回した巻線をコアに装着したものであって、コアは、継ぎ目のない一体物により構成され、並列する第１巻芯部と第２巻芯部とを有し、巻線は、第１巻芯部に装着された第１巻線と、第２巻芯部に装着された第２巻線とを有し、第１巻線と第２巻線とは、連結部により連続して一体的に構成されたものである。

本発明のコイル部品の製造方法は、並列する第１巻芯部と第２巻芯部とを有する継ぎ目のない一体物よりなるコアに、被覆導線を巻回することにより、第１巻線と第２巻線とを有する巻線を装着したコイル部品の製造方法であって、第１巻芯部に被覆導線を一方の端部側から巻くことにより第１巻線を形成すると共に、第２巻芯部に同一の被覆導線を他方の端部側から巻くことにより第２巻線を形成して、第１巻線と第２巻線とを連結部により連続させて一体的に形成するものである。

本発明のコイル部品によれば、第１巻線と前記第２巻線とを連続して一体的に構成し、コアを継ぎ目のない一体物により構成するようにしたので、実効透磁率を高くすることができ、巻線の巻数を少なく、線径を小さくすることができる。よって、小型化することができる。

特に、第１巻線側の端部に第１引出端子を連続して一体的に形成し、第１引出端子を第１円柱または第３円柱よりも外側の領域まで引き出し、第２巻線側の端部に第２引出端子を連続して一体的に形成し、第２引出端子を第２円柱または第４円柱よりも外側の領域まで引き出すようにすれば、第１引出端子及び第２引出端子を巻線と同一の被覆導線で形成して接触抵抗を小さくすることができる。よって、特性を向上させることができる。

また、本発明のコイル部品の製造方法によれば、第１巻芯部に被覆導線を一方の端部側から巻くことにより第１巻線を形成すると共に、第２巻芯部に同一の被覆導線を他方の端部側から巻くことにより第２巻線を形成するようにしたので、本発明のコイル部品を容易に製造することができる。

更に、第１巻線側の端部を第１巻芯部に巻いたのち、被覆導線の巻いていない残りの一部を巻きながら端部を直線状に伸ばすことにより、第１巻線に連続して第１引出端子を一体的に形成すると共に、第２巻線側の端部を第２巻芯部に巻いたのち、被覆導線の巻いていない残りの一部を巻きながら端部を直線状に伸ばすことにより、第２巻線に連続して第２引出端子を一体的に形成するようにすれば、第１引出端子及び第２引出端子の長さを自由に長くすることができ、本発明のコイル部品を容易に製造することができる。

本発明の一実施の形態に係るコイル部品の構成を表す斜視図である。 図１に示したコイル部品の構成を説明するための断面図である。 図１に示したコイル部品の構成を説明するための断面図である。 図１に示したコイル部品の製造工程を示す断面図である。 本実施の形態に係るコイル部品の特性を示す特性図である。 本実施の形態に係るコイル部品の特性を示す他の特性図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るコイル部品１の構成を表すものであり、図２及び図３は、図１に示したＩ−Ｉ線に沿って縦に切断し、ＩＩ方向から見た断面構造を表すものである。このコイル部品１は、例えば、コア１０と、ボビン２０と、巻線３０とを備えていえる。

コア１０は、例えば、フェライト等の磁性体材料により構成されており、並列する第１巻芯部１１及び第２巻芯部１２と、第１巻芯部１１の一端と第２巻芯部１２の一端とを結合する第１結合部１３と、第１巻芯部１１の他端と第２巻芯部１２の他端とを結合する第２結合部１４とを有している。すなわち、コア１０は、いわゆる略ロの字形状の閉磁路を構成しており、継ぎ目のない一体物により構成されている。第１巻芯部１１及び第２巻芯部１２は、断面形状が略円形の円柱状とされることが好ましいが、断面形状が楕円形状の円柱状、又は、断面形状が多角形の角柱状とされていてもよい。

ボビン２０は、例えば、第１巻芯部１１の外周を覆うように配設された第１ボビン２１と、第２巻芯部１２の外周を覆うように配設された第２ボビン２２とを有している。第１ボビン２１及び第２ボビン２２は、コア１０と巻線３０との絶縁性を高めるためのものであり、例えば、それぞれ中空筒状とされており、合成樹脂により構成されている。なお、ボビン２０は、備えていなくてもよい。また、ボビン２０に代えて絶縁紙を第１巻芯部１１及び第２巻芯部１２に巻いてもよい。

巻線３０は、例えば、第１巻芯部１１に第１ボビン２１を介して装着された第１巻線３１と、第２巻芯部１２に第２ボビン２２を介して装着された第２巻線３２とを有している。巻線３０は、例えば、銅やアルミニウム等よりなる導線を絶縁被膜により被覆した被覆導線を螺旋状に巻回することにより構成されている。被覆導線には、例えば、平角線が用いられており、平角線は平面が第１巻線３１又は第２巻線３２の中心線の方向に対して交差するようにエッジワイズに巻回されている。なお、巻線３０は、コア１０に対して複数配設されていてもよい。

第１巻線３１と第２巻線３２とは、一本の被覆導線を巻回することにより、連結部３３により連続して一体的に構成されている。第１巻線３１及び第２巻線３２は、例えば、共に連結部３３の同一側に位置し、巻きの方向が同一である。図１に示した場合について説明すると、例えば、第１巻線３１は、被覆導線の一端側から一方向（ＩＩ方向とは逆方向）に向かい右巻きに螺旋状に巻回され、第２巻線３２は、被覆導線の他端側から、第１巻線３１と同様に、一方向（ＩＩ方向とは逆方向）に向かい右巻きに螺旋状に巻回され、連結部３３により互いに連結されている。

巻線３０の第１巻線３１側の端部には、第１引出端子３４が連続して一体的に形成され、第２巻線３２側の端部には第２引出端子３５が連続して一体的に形成されている。第１引出端子３４は、第１巻線３１の中心線Ｘ１から第２巻線３２の内周面までの距離Ｌ１を半径とし、第１巻線３１の中心線Ｘ１を円柱の中心線とした第１円柱Ｃ１よりも外側の領域まで引き出されていることが好ましい（図２参照）。第２引出端子３５は、第２巻線３２の中心線Ｘ２から第１巻線３１の内周面までの距離Ｌ２を半径とし、第２巻線３２の中心線Ｘ２を円柱の中心線とした第２円柱Ｃ２よりも外側の領域まで引き出されていることが好ましい（図３参照）。

または、第１引出端子３４は、第１巻線３１の中心線Ｘ１を第１巻芯部１１の中心線Ｙ１と一致させ、第１巻芯部１１の中心線Ｙ１から第２巻芯部１２の外周面までの距離Ｌ３を半径とし、第１巻芯部１１の中心線Ｙ１を円柱の中心線とした第３円柱Ｃ３を描いた時に、この第３円柱Ｃ３よりも外側の領域まで引き出されていることが好ましい（図２参照）。第２引出端子３５は、第２巻線の中心線Ｘ２を第２巻芯部１２の中心線Ｙ２と一致させ、第２巻芯部１２の中心線Ｙ２から第１巻芯部１１の外周面までの距離Ｌ４を半径とし、第２巻芯部１２の中心線Ｙ２を円柱の中心線とした第４円柱Ｃ４を描いた時に、この第４円柱Ｃ４よりも外側の領域まで引き出されていることが好ましい（図３参照）。

このように、このコイル部品１では、第１引出端子３４を第１巻線３１と連続して一体的に形成し、かつ、第１円柱Ｃ１又は第３円柱Ｃ３の外側まで引き出すようにすれば、また、第２引出端子３５を第２巻線３２と連続して一体的に形成し、かつ、第２円柱Ｃ２又は第４円柱Ｃ４の外側まで引き出すようにすれば、第１引出端子３４又は第２引出端子３５を同一の被覆導線で形成して接触抵抗を低減することができるので好ましい。

このコイル部品１は、例えば、次のようにして製造することができる。図４は各製造工程を表すものである。このコイル部品１は、並列する第１巻芯部１１と第２巻芯部１２とを有する継ぎ目のない一体物よりなるコア１０に、被覆導線を巻回することにより製造する。

まず、図４（Ａ）に示したように、第１巻芯部１１に第１ボビン２１を介して被覆導線を一方の端部側から巻く。その際、必要に応じて、第１巻線３１を形成する分を完全に巻かずに、少し一部残しておく。次いで、必要に応じて、図４（Ｂ）に示したように、第１巻芯部１１に巻いた第１巻線３１の側の端部を直線状に伸ばしながら、被覆導線の巻いていない残りの一部を巻く。第１巻線３１の側の端部は、図４（Ｃ）に示したように、第１円柱Ｃ１又は第３円柱Ｃ３の外側まで引き出すことが好ましい。これにより、第１巻線３１と第１引出端子３４とが一体的に形成される。

また、同様にして、第２巻芯部１２に第２ボビン２２を介して同一の被覆導線を他方の端部側から巻く（図４（Ａ）参照）。その際、必要に応じて、第２巻線３２を形成する分を完全に巻かずに、少し一部残しておく。次いで、必要に応じて、同様に、第２巻芯部１２に巻いた第２巻線３２の側の端部を直線状に伸ばしながら、被覆導線の巻いていない残りの一部を巻く（図４（Ｂ）参照）。第２巻線３２の側の端部は、同様に、第２円柱Ｃ２又は第４円柱Ｃ４の外側まで引き出すことが好ましい（図４（Ｃ）参照）。これにより、第２巻線３１と第２引出端子３５とが一体的に形成される。

また、第１巻線３１と第２巻線３２は、１本の被覆導線を両側からそれぞれ巻いて形成するので、連結部３３により連続して一体的に形成される。なお、第１巻線３１と第２巻線３２は、同時に形成するようにしてもよく、順番に形成するようにしてもよい。

このように本実施の形態によれば、コア１０を継ぎ目のない一体物により構成するようにしたので、実効透磁率を高くすることができ、巻線３０の巻数を少なく、線径を小さくすることができる。また、第１巻線３１側の端部に第１引出端子３４を連続して一体的に形成し、第１引出端子３４を第１円柱Ｃ１または第３円柱Ｃ３よりも外側の領域まで引き出し、第２巻線３２側の端部に第２引出端子３５を連続して一体的に形成し、第２引出端子３５を第２円柱Ｃ２または第４円柱Ｃ４よりも外側の領域まで引き出すようにすれば、第１引出端子３４及び第２引出端子３５を巻線３０と同一の被覆導線で形成して接触抵抗を小さくすることができる。よって、特性を向上させることができると共に、小型化することができる。

更に、第１巻芯部１１に被覆導線を一方の端部側から巻くことにより第１巻線３１を形成すると共に、第２巻芯部１２に同一の被覆導線を他方の端部側から巻くことにより第２巻線３２を形成するようにしたので、本実施の形態に係るコイル部品１を容易に製造することができる。加えて、第１巻線３１側の端部を第１巻芯部１１に巻いたのち、被覆導線の巻いていない残りの一部を巻きながら端部を直線状に伸ばすことにより、第１巻線３１に連続して第１引出端子３４を一体的に形成すると共に、第２巻線３２側の端部を第２巻芯部１２に巻いたのち、被覆導線の巻いていない残りの一部を巻きながら端部を直線状に伸ばすことにより、第２巻線３２に連続して第２引出端子３５を一体的に形成するようにすれば、第１引出端子３４及び第２引出端子３５の長さを自由に長くすることができる。

なお、図５、図６及び表１に、本実施の形態に係るコイル部品１の直流重畳特性を従来のコイル部品（従来品）と比較して示す。従来のコイル部品は、Ｕ字型のコア部材を接合したコアを用いたものである。図５は、コアの構成が異なることを除き、他は本実施の形態と同一の構成を有する従来のコイル部品と、本実施の形態に係るコイル部品１とを比較したものである。図５に示したように、本実施の形態によれば、従来のコイル部品に比べて、インダクタンス値が約２０％も上昇した。これは、コア１０を継ぎ目のない一体物により構成したことにより、実効透磁率が上昇したためであると考えられる。

図６は、本実施の形態に係るコイル部品１の巻線３０の巻き数を従来のコイル部品よりも少なくして比較したものである。従来のコイル部品の構成は図５と同一である。図６に示したように、本実施の形態によれば、従来のコイル部品に比べて、直流重畳特性が向上した。これは、巻線３０の巻き数を減らしたことにより、インダクタンス偏差が減ったためであると考えられる。

表１は、図６の結果を基にどれだけ小型化が可能かを検討した結果である。表１に示したように、本実施の形態によれば、巻線３０の巻き数を減らすと共に、線径を小さくすることができ、小型化を図れることがわかった。また、性能も従来のコイル部品以上のものを得られることがわかった。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、コア１０は、継ぎ目のない一体物により構成すればよく、第１巻芯部１１および第２巻芯部１２に第１結合部１３および第２結合部１４がそれぞれ結合された閉鎖された環状物により構成してもよく、また、薄帯コアを環状に巻くことにより第１巻芯部１１、第２巻芯部１２、第１結合部１３、及び第２結合部１４を形成することにより、閉磁路を構成するようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、コア１０と、ボビン２０と、巻線３０とを備える場合について、各構成要素についても具体的に説明したが、全ての構成要素を備えていなくてもよく、また、他の構成要素を備えていてもよい。

コイル部品に用いることができる。

１…コイル部品、１０…コア、１１…第１巻芯部、１２…第２巻芯部、１３…第１結合部、１４…第２結合部、２０…ボビン、２１…第１ボビン、２２…第２ボビン、３０…巻線、３１…第１巻線、３２…第２巻線、３３…連結部、３４…第１引出端子、３５…第２引出端子

Claims (8)

1. 被覆導線を巻回した巻線をコアに装着したコイル部品であって、
   前記コアは、継ぎ目のない一体物により構成され、並列する第１巻芯部と第２巻芯部とを有し、
   前記巻線は、前記第１巻芯部に装着された第１巻線と、前記第２巻芯部に装着された第２巻線とを有し、
   前記第１巻線と前記第２巻線とは、連結部により連続して一体的に構成され、
   前記第１巻線は、前記第１巻芯部に前記被覆導線を一方の端部側から巻くことにより形成され、
   前記第２巻線は、前記第２巻芯部に同一の前記被覆導線を他方の端部側から巻くことにより形成された
   ことを特徴とするコイル部品。
2. 前記巻線の前記第１巻線側の端部には第１引出端子が連続して一体的に形成されると共に、前記第２巻線側の端部には第２引出端子が連続して一体的に形成され、
   前記第１引出端子は、前記第１巻線の中心線から前記第２巻線の内周面までの距離を半径とし、前記第１巻線の中心線を円柱の中心線とした第１円柱よりも外側の領域まで引き出されており、
   前記第２引出端子は、前記第２巻線の中心線から前記第１巻線の内周面までの距離を半径とし、前記第２巻線の中心線を円柱の中心線とした第２円柱よりも外側の領域まで引き出されている
   ことを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
3. 前記巻線の前記第１巻線側の端部には第１引出端子が連続して一体的に形成されると共に、前記第２巻線側の端部には第２引出端子が連続して一体的に形成され、
   前記第１引出端子は、前記第１巻線の中心線を前記第１巻芯部の中心線と一致させ、前記第１巻芯部の中心線から前記第２巻芯部の外周面までの距離を半径とし、前記第１巻芯部の中心線を円柱の中心線とした第３円柱を描いた時に、この第３円柱よりも外側の領域まで引き出されており、
   前記第２引出端子は、前記第２巻線の中心線を前記第２巻芯部の中心線と一致させ、前記第２巻芯部の中心線から前記第１巻芯部の外周面までの距離を半径とし、前記第２巻芯部の中心線を円柱の中心線とした第４円柱を描いた時に、この第４円柱よりも外側の領域まで引き出されている
   ことを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
4. 前記第１引出端子は、前記被覆導線の一方の端部側から一部を前記第１巻芯部に巻いたのち、巻いた一方の端部を伸ばしながら、巻かれていない残りの一部を前記第１巻芯部に巻くことにより形成され、
   前記第２引出端子は、同一の前記被覆導線の他方の端部側から一部を前記第２巻芯部に巻いたのち、巻いた他方の端部を伸ばしながら、巻かれていない残りの一部を前記第２巻芯部に巻くことにより形成された
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のコイル部品。
5. 前記巻線は、前記被覆導線として平角線を用い、この平角線をエッジワイズに巻回することにより形成されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１に記載のコイル部品。
6. 前記第１巻線と前記第２巻線とは、前記連結部の同一側に位置し、巻きの方向が同一であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１に記載のコイル部品。
7. 並列する第１巻芯部と第２巻芯部とを有する継ぎ目のない一体物よりなるコアに、被覆導線を巻回することにより、第１巻線と第２巻線とを有する巻線を装着したコイル部品の製造方法であって、
   前記第１巻芯部に前記被覆導線を一方の端部側から巻くことにより第１巻線を形成すると共に、前記第２巻芯部に同一の前記被覆導線を他方の端部側から巻くことにより第２巻線を形成して、第１巻線と第２巻線とを連結部により連続させて一体的に形成する
   ことを特徴とするコイル部品の製造方法。
8. 前記第１巻線側の端部は、前記第１巻芯部に巻いたのち、前記被覆導線の巻いていない残りの一部を巻きながら、直線状に伸ばすことにより、前記第１巻線に連続して第１引出端子を一体的に形成し、
   前記第２巻線側の端部は、前記第２巻芯部に巻いたのち、前記被覆導線の巻いていない残りの一部を巻きながら、直線状に伸ばすことにより、前記第２巻線に連続して第２引出端子を一体的に形成する
   ことを特徴とする請求項７記載のコイル部品の製造方法。

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