JP5407817B2 - コイル部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器に用いられるコイル部品の製造方法に関するものである。

近年自動車のエンジン近傍のＤＣ／ＤＣコンバータ回路部等に用いられるコイル部品では、大電流化に対応するために、飽和磁束密度の高い金属磁性体粉末が用いられるようになってきている。通常これらのコイル部品を作る時には、絶縁被覆したリード線をコイル状に加工し、金属磁性体粉末と樹脂を混合したもので圧粉成形し、コイルボディを形成していた。またこれらのコイル部品は大電流化とともに高耐電圧化、小型化も同時に要望されている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００９−８８２１２号公報

上記従来のコイル部品では、圧粉成形するときにリード線をコイルボディの外側に引き出す必要があるために、図４（ａ）のように上下の金型２に溝状のリード線引き出し部３を設け、図４（ｂ）のように上下の金型２を閉じたときに上下のリード線引き出し部３により形成される空間にリード線１を通して引き出していた。ここでリード線１が金型２に挟まらないようにするために、上下の金型２が閉じたときに形成されるリード線引き出し部３の寸法をリード線の径寸法より大きくしてクリアランスを設ける。この状態で圧粉成形すると磁性体粉（金属磁性体粉末と樹脂を混合したもの）がリード線１の周囲のクリアランス部分から漏れやすく、これによりコイルボディの形状に不具合が生じやすいという課題があった。また引き出したリード線１を端子電極に接続する際に、リード線１を折り曲げ加工する必要があるが、大電流化への対応によりリード線１の太さが太くなる傾向にあり、このためにリード線１を曲げた時に外側に膨らみやすくなり、これが部品の小型化を妨げる原因となっていた。

本発明は上記課題を解決するために、絶縁被覆された丸線状のリード線を加工することによりコイル部を形成する工程と、コイル部を磁性体粉からなる圧粉体で圧粉成形することによりコイルボディを形成する工程と、コイルボディに端子電極部を形成する工程と、コイルボディから引き出されたリード線と端子電極部とを電気的および機械的に接続する工程とを備え、コイルボディを形成する工程においてコイルボディから引き出されたリード線を金型により押しつぶすことにより扁平状に変形させることを特徴とするコイル部品の製造方法である。

上記構成により、形状が安定した小型のコイル部品を得ることができる。

本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法を示す図 本発明の一実施の形態における圧粉成形工程の金型断面図 本発明の一実施の形態におけるリード線引き出し部の金型断面図 従来のコイル部品の製造方法におけるリード線引き出し部の金型断面図

以下、本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

図１（ａ）〜図１（ｄ）は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法を示す図であり、図１（ａ）〜図１（ｄ）において、上段に示したものが平面図であり、下段に示したものが側面図である。

まず、図１（ａ）のように、絡げピン１１を有するパレット１２の中央に巻き芯ピン（図示せず）を配してこれらにリード線１３を巻きつけることにより、コイル部１４を形成する。ここでリード線１３は断面の形状が丸い銅線からなり、その表面にはエナメルからなる絶縁被覆が形成されている。

次に図１（ｂ）のように、パレット１２にコイル部１４が固定された状態で、コイル部１４のまわりに金属磁性体粉末からなるコイルボディ１５を圧粉成形により形成する。ここでコイルボディ１５は、ＦｅＳｉＣｒ合金を粉末にした金属磁性体粉末とエポキシ樹脂を混ぜ合わせ、ふるいにかけ粉体化した混合粉を、予め０．２トン／ｃｍ²の圧力で所定の形状に予備加圧成形して圧粉体１９とし、この圧粉体１９を金型に入れて約５トン／ｃｍ²の圧力で本加圧成形した後、１５０〜２５０℃の温度で熱処理してエポキシ樹脂を熱硬化したものである。

図２の圧粉成形工程における金型断面図を用いて圧粉成形工程における本加圧成形工程をより詳しく説明すると、図２（ａ）のように、リード線１３を金型１７の外方に引き出す溝状のリード線引き出し部１８を設けた上下の金型１７の中に、パレット１２に装着したコイル部１４と圧粉体１９を配置する。

次に、図２（ｂ）のように、上下の金型１７を閉じて、リード線１３をリード線引き出し部１８に収める。

そして、図２（ｃ）のように、上下のパンチ２０により圧粉体１９を圧縮して、コイルボディ１５を形成している。

図３はリード線引き出し部１８の金型断面図であり、図３（ａ）は金型１７を閉じる前を示しており、図３（ｂ）は金型１７を閉じた状態を示している。図３（ｂ）に示すように、金型１７のリード線１３を引き出す部分を、金型１７が閉まった状態でその高さ方向の寸法を金型１７が閉じる前のリード線１３の径寸法より小さくしておき、横方向の寸法を金型が閉じる前のリード線１３の径寸法より大きくしてクリアランスを設けている。このようにすることで、金型１７を閉める段階で金型１７がリード線１３に当たり、リード線１３を押しつぶす。押しつぶされたリード線１３は横方向に設けられたクリアランス部分に広がり、結果として金型１７とリード線１３との隙間を小さくする。このあとパンチ２０により圧粉体１９を圧縮して、コイルボディ１５を形成するが、このときには金型１７とリード線１３との隙間は小さくなっているので、磁性体粉（金属磁性体粉末とエポキシ樹脂の混合粉）が金型１７の外に漏れ出しにくくなっているため、所定の形状を得ることができる。さらに金型１７によって押しつぶされたリード線１３は、扁平状となっているため、端子電極部１６と接続する際にも折り曲げ加工を容易に行なうことができる。なおリード線１３に当たる部分に用いられる金型１７は、耐久性に優れたものであることが必要であり、超鋼を用いることが望ましい。

次に図１（ｃ）のように、コイルボディ１５から出ているリード線１３表面の絶縁被覆の一部をレーザー光により除去して絶縁被覆除去部２１（図１（ｃ）において黒く塗りつぶした部分）を形成する。ここで絶縁被覆の一部とは、図１（ｃ）で表面側あるいは裏面側からのみレーザー光を照射することにより、その面側のみを除去することを指し、それ以外の部分の絶縁被覆を残す。

このようにすることによりコイルボディ１５の中に入っているリード線１３は全て絶縁被覆で覆われているため、耐電圧性が劣化することは無い。さらにパレット１２に固定された状態で絶縁被覆除去を行なうことができるため、必要な部分のみ精度良く実施することができる。

次にリード線１３を切断し、個片化した後それぞれのコイルボディ１５に端子電極部１６を取り付け、コイルボディ１５から出ているリード線１３を端子電極部１６に重なるように折り曲げ、半田ディップにより電気的および機械的に接続することにより、図１（ｄ）のコイル部品を得ることができる。このときリード線１３は端子電極部１６に重なる部分のみ絶縁被覆を除去して絶縁被覆除去部２１が形成されている。

従来のコイル部品のようにリード線１３の周囲全体の絶縁被覆を除去していると、端子電極部１６と重ねた面とは反対側の面にも半田２２が付着し、これがコイル部品の小型化の妨げとなる。これに対し本実施の形態では、リード線１３と端子電極部１６は半田ディップにより接続されるが、それ以外の部分のリード線１３は絶縁被覆で覆われているため半田２２が付着しない。そのため接続部分の半田２２によって形状が大きくなることを防ぐことができる。

また、コイルボディ１５から引き出されたリード線１３は、コイルボディ１５との界面から扁平状となっているため、リード線１３を端子電極部１６に向かって折り曲げる時に、折り曲げやすくなっており、リード線１３の線径が太くなっても、外側に膨れ上がることが無いため、コイル部品の小型化を実現することができる。

なお、磁性体粉（金属磁性体粉末とエポキシ樹脂の混合粉）が金型１７の外に漏れて外形不良を起こすことを防ぐために、リード線１３を引き出す部分のコイルボディ１５に凹部２３を設けておくことがさらに望ましい。このようにすることにより、少量漏れた場合でも外形への影響をなくすことができる。

本発明に係るコイル部品の製造方法は、形状不良の無い小型のコイル部品を得ることができ、産業上有用である。

１１ 絡げピン
１２ パレット
１３ リード線
１４ コイル部
１５ コイルボディ
１６ 端子電極部
１７ 金型
１８ リード線引き出し部
１９ 圧粉体
２０ パンチ
２１ 絶縁被覆除去部
２２ 半田
２３ 凹部

Claims (3)

1. 絶縁被覆された丸線状のリード線を加工することによりコイル部を形成する工程と、前記コイル部を磁性体粉からなる圧粉体を金型を用いて圧粉成形することによりコイルボディを形成する工程と、前記コイルボディに端子電極部を形成する工程と、前記コイルボディから引き出された前記リード線と前記端子電極部とを電気的および機械的に接続する工程とを備え、前記コイルボディを形成する工程において、前記コイルボディから引き出された前記リード線を前記金型により押しつぶすことにより扁平状に変形させることを特徴とするコイル部品の製造方法。
2. 前記コイルボディを形成した後に、前記コイルボディから引き出されている前記リード線の前記絶縁被覆の一部を除去する工程を備え、この工程は前記コイルボディを形成する工程で押しつぶされた前記リード線の、前記端子電極部と接続される面側にレーザー光を照射することによって行なわれることを特徴とする請求項１記載のコイル部品の製造方法。
3. 前記リード線と前記端子電極部とを電気的および機械的に接続する工程は、半田ディップによって行なわれることを特徴とする請求項２記載のコイル部品の製造方法。

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