JP6477622B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

この発明は、コイル部品に関するもので、特に、ワイヤを巻回した巻芯部と巻芯部の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部とを有するドラム状コア、ならびに第１および第２の鍔部間に渡された板状コアを備える、コイル部品に関するものである。

この発明にとって興味ある技術として、たとえば特開２００３−８６４４２号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１には、以下のような巻線型のコイル部品が記載されている。図５は、特許文献１に記載されたコイル部品と実質的に同様の構成を有するコイル部品１を示している。図５において、（Ａ）はコイル部品１の正面図であり、（Ｂ）はコイル部品１の左側面図である。

図５を参照して、コイル部品１は、たとえばフェライト等の磁性体からなるドラム状コア２を備える。ドラム状コア２は、巻芯部３ならびに巻芯部３の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部４および５を有する。

第１および第２の鍔部４および５は、それぞれ、巻芯部３側に向きかつ巻芯部３の各端部を位置させる内側端面６および７と、内側端面６および７の反対側の外側に向く外側端面８および９と、内側端面６および７と外側端面８および９とを連結するものであって、実装時において実装基板（図示せず。）側に向けられる底面１０および１１と、底面１０および１１の反対側の天面１２および１３と、を有している。

コイル部品１は、また、上記第１および第２の鍔部４および５間に渡された板状コア１４を備える。板状コア１４は、接着剤１５を介して鍔部４および５に固定される。ドラム状コア２の場合と同様、板状コア１４も、たとえばフェライト等の磁性体からなる。板状コア１４は、ドラム状コア２と協働して、閉磁路を構成する。

第１の鍔部４の底面１０側には、第１の端子電極１６が設けられ、第２の鍔部５の底面１１側には、第２の端子電極１７が設けられる。そして、第１の端子電極１６と第２の端子電極１７との間に接続されたワイヤ１８が巻芯部３に巻回される。

特開２００３−８６４４２号公報

上述したような構成を有するコイル部品１に備えるドラム状コア２を製造するにあたっては、未焼成のドラム状コアを焼成する工程が実施されるが、未焼成のドラム状コアは、通常、磁性体からなる粉体を金型で抜くことによって得られる。このようにして未焼成のドラム状コアは、比較的安価に製造することができる。しかし、この未焼成のドラム状コアを得る工程において、紛体に対して付与される圧力は、巻芯部３となるべき部分の存在等が起因して、未焼成のドラム状コア全体で均一になりにくい。

そのため、焼成工程を経て得られたドラム状コア２において、以下のような不所望な変形が生じることがある。図６には、第１の鍔部４が図示されている。図６に１点鎖線で示すように、第１の鍔部４の天面１２は、少なくとも一部において、凸状の湾曲面１９をなした状態となることがある。特に図示しないが、第２の鍔部５においても同様の変形が生じ得る。

なお、この湾曲面１９によってもたらされる高低差は１０μｍ程度であるが、図６およびそれ以外の同種の図面では、湾曲面１９の高低差は誇張されて図示されている。

このような湾曲面１９を形成する天面１２および１３を備える鍔部４および５上に、板状コア１４を配置すると、図７に示すように、板状コア１４は傾いてしまう。そのため、板状コア１４と鍔部４および５との間の隙間２０の大きさが一定せず、その結果、インダクタンス値のばらつきを招く。

上述の問題を解消するため、未焼成のドラム状コアの成形時に加わる圧力とは異なる方向から圧力を再び加え、未焼成のドラム状コアに対する加圧の均一化を図ったり、鍔部４および５の天面９における湾曲面を後加工により平坦にしたりすることも考えられるが、その場合には、製造コストの上昇を招く。

なお、図６および図７では図示されないが、凸状の湾曲面は、鍔部４および５の各々の天面１２および１３においてだけでなく、反対側の底面１０および１１においても形成され得る。しかし、この発明にとって意味があるのは、板状コア１４と対向する、鍔部４および５の各々の天面１２および１３における凸状の湾曲面１９であるので、底面１０および１１における凸状の湾曲面については、図示を省略し、これ以上の説明も省略する。

この発明の目的は、製造コストの上昇を招くことなく、鍔部と板状コアとの間の隙間の変動に起因するインダクタンス値のばらつきを低減できる、コイル部品を提供しようとすることである。

この発明は、巻芯部ならびに巻芯部の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部を有するドラム状コアと、互いに逆方向に向く下方主面および上方主面を有し、第１および第２の鍔部間に渡された板状コアと、第１の鍔部に設けられた少なくとも１つの第１の端子電極と、第２の鍔部に設けられた少なくとも１つの第２の端子電極と、巻芯部に巻回され、かつ第１の端子電極と第２の端子電極との間に接続された、少なくとも１本のワイヤと、を備える、コイル部品に向けられる。

上記第１および第２の鍔部の各々は、巻芯部側に向きかつ巻芯部の各端部を位置させる内側端面と、内側端面の反対側の外側に向く外側端面と、内側端面と外側端面とを連結するものであって、実装時において実装基板側に向けられる底面と、底面の反対側の天面と、を有する。

第１および第２の鍔部の各々の上記天面は、少なくとも一部において、凸状の湾曲面をなしている。他方、板状コアは、その下方主面が第１および第２の鍔部の双方の天面と対向している。

このようなコイル部品において、前述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。

すなわち、板状コアの下方主面と第１および第２の鍔部の天面とが対向する領域において、板状コアの下方主面と鍔部の天面とのいずれか一方には、板状コアの下方主面と鍔部の天面とのいずれか他方に接する少なくとも４個の突起が、少なくとも２個ずつ、第１の鍔部側と第２の鍔部側とに分配されて設けられていることを特徴としている。

上述のように、板状コアの下方主面と鍔部の天面とのいずれか一方に設けられた少なくとも４個の突起が、板状コアの下方主面と鍔部の天面とのいずれか他方に接するということは、鍔部と板状コアとの間の隙間の大きさは、突起の高さによって支配されることを意味する。したがって、鍔部と板状コアとの間の隙間の大きさを一定に保つことが容易である。

この発明において、すべての突起が板状コアに設けられていることが好ましい。ドラム状コアの鍔部に設けるよりも板状コアの方が突起を設けることが容易であるためである。

上述の場合、板状コアの下方主面は矩形状であり、４個の突起が板状コアの下方主面の四隅に位置していることがより好ましい。この構成によれば、ドラム状コアに対する板状コアの姿勢を容易に安定させることができる。

この発明において、板状コアの上方主面から鍔部の底面に向かって透視したとき、突起は、巻芯部の輪郭線の鍔部内への延長線上より外側に位置していることが好ましい。鍔部の天面における最も低い場所は、通常、上述の巻芯部の輪郭線の鍔部内への延長線上より外側に位置することになる。また、巻芯部の輪郭線の鍔部内への延長線上より外側では、天面は湾曲していないことが多い。したがって、この構成によれば、鍔部と板状コアとの間の隙間の大きさを突起によって効果的に一定に保つことができる。

突起の高さは、天面での湾曲面による高低差と実質的に等しいことが好ましい。この構成によれば、湾曲面と板状コアとが接触することで、コア内の磁束密度が高くなり、インダクタンス値を大きくすることができる。

あるいは、突起の高さは、天面での湾曲面による高低差よりも１０μｍ以上高くてもよい。この構成によれば、鍔部の天面における最も高い場所を含む鍔部の天面の全域にわたって、鍔部と板状コアとの間に隙間を確実に形成することができる。したがって、磁束の片寄りを抑制することができる。また、直流重畳特性を向上させることができる。

上述した突起の高さの条件が満たされるとともに、板状コアの下方主面と鍔部の天面とのいずれかに対する突起の接触面積について、これが、板状コアの下方主面と第１および第２の鍔部の双方の天面とが対向する面積の１／５０以下と十分に小さくされるという条件が満たされることがより好ましい。この構成によれば、突起部分の磁気抵抗は、突起以外の部分の磁気抵抗の５倍以上の値となるようにすることができ、突起部分が全体の直流重畳特性に及ぼす影響を十分に小さくすることができる。

この発明に係るコイル部品によれば、突起によって、鍔部と板状コアとの間の隙間の大きさをバランス良く一定に保つことができるので、鍔部と板状コアとの間の隙間の変動に起因するインダクタンス値のばらつきを低減することができる。

また、鍔部の天面における湾曲面を平坦にするための工程をあえて実施する必要がないので、製造コストを低く抑えることができる。

この発明の一実施形態によるコイル部品２１を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図である。 図１に示したコイル部品２１に備える板状コア３４の下方主面４０を示す図である。 図１に示したコイル部品２１の製造途中の状態であって、ドラム状コア２２と板状コア３４とを分離した状態を示す左側面図である。 図１に示したコイル部品２１の製造途中の状態であって、ドラム状コア２２上に板状コア３４を乗せた状態を示す左側面図である。 この発明にとって興味あるコイル部品１を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図である。 この発明が解決しようとする課題を説明するためのもので、ドラム状コア２の左側面図である。 この発明が解決しようとする課題を説明するためのもので、図５に示した、凸状の湾曲面１９が天面１２に形成されたドラム状コア２に板状コア１４を乗せた状態を示す左側面図である。

図１ないし図４を参照して、この発明の一実施形態によるコイル部品２１について説明する。

図１に示すように、コイル部品２１は、図５に示したコイル部品１の場合と同様、たとえばフェライト等の磁性体からなるドラム状コア２２を備える。ドラム状コア２２は、巻芯部２３ならびに巻芯部２３の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部２４および２５を有する。

第１および第２の鍔部２４および２５は、それぞれ、巻芯部２３側に向きかつ巻芯部２３の各端部を位置させる内側端面２６および２７と、内側端面２６および２７の反対側の外側に向く外側端面２８および２９と、内側端面２６および２７と外側端面２８および２９とを連結するものであって、実装時において実装基板（図示せず。）側に向けられる底面３０および３１と、底面３０および３１の反対側の天面３２および３３と、を有している。

コイル部品２１は、また、上記第１および第２の鍔部２４および２５間に渡された板状コア３４を備える。板状コア３４は、たとえばエポキシ樹脂などの樹脂材料からなる接着剤３５を介して鍔部２４および２５に固定される。ドラム状コア２２の場合と同様、板状コア３４も、たとえばフェライト等の磁性体からなる。板状コア３４は、ドラム状コア２２と協働して、閉磁路を構成する。接着剤３５はフィラーを含んでいてもよい。

第１の鍔部２４の底面３０側には、第１の端子電極３６が設けられ、第２の鍔部２５の底面３１側には、第２の端子電極３７が設けられる。端子電極３６および３７は、たとえば、Ａｇ粉末等の導電性金属粉末を含む導電性ペーストを印刷し、次いで、これを焼き付け、さらに、ＮｉめっきおよびＳｎめっきを施すことによって形成される。あるいは、端子電極３６および３７は、たとえば、タフピッチ銅またはリン青銅等の銅系金属からなる導電性金属片を鍔部２４および２５に貼り付けることによって形成されてもよい。

巻芯部２３には、ワイヤ３８が巻回される。ワイヤ３８は、たとえば、ポリウレタン、ポリエステルイミド、ポリアミドイミドのような樹脂によって絶縁被覆されたＣｕ線からなる。ワイヤ３８の一方端は第１の端子電極３６に接続され、同じく他方端は第２の端子電極３７に接続される。端子電極３６および３７とワイヤ３８との接続には、たとえば熱圧着や超音波溶着、レーザ溶着などが適用される。

以上説明したコイル部品２１の構成は、図５に示したコイル部品１の構成と実質的に同様である。

また、前述したように、安価な製造方法に起因して、焼成工程を経て得られたドラム状コア２２において、図１（Ｂ）、図３および図４に示すように、鍔部２４の天面３２は、少なくとも一部において、凸状の湾曲面３９をなした状態となっている。なお、図１（Ｂ）、図３および図４には、第１の鍔部２４が図示され、第２の鍔部２５は図示されないが、第２の鍔部２５においても同様に、その天面３３の少なくとも一部に凸状の湾曲面３９が形成されている。

板状コア３４は、その下方主面４０が第１および第２の鍔部２４および２５の双方の天面３２および３３と対向している。上述した湾曲面３９の存在による板状コア３４の傾きを防ぐため、図２によく示されているように、板状コア３４の下方主面４０には、鍔部２４および２５の天面３２および３３に接する４個の突起４１〜４４が設けられる。すなわち、４個の突起４１〜４４は、板状コア３４の下方主面４０と第１および第２の鍔部２４および２５の各々の天面３２および３３とが対向する領域に配置される。

４個の突起４１〜４４は、２個ずつ、すなわち、突起４１および４２と突起４３および４４とに分配されて、第１の鍔部２４側と第２の鍔部２５側とに設けられる。この実施形態では、４個の突起４１〜４４は、板状コア３４の矩形の下方主面４０の四隅に位置される。この構成によれば、ドラム状コア２２に対する板状コア３４の姿勢を容易に安定させることができる。

また、板状コア３４の上方主面４５から鍔部２４および２５の底面３０および３１に向かって透視したとき、突起４１〜４４は、図３に示すように、巻芯部２３の輪郭線の鍔部２４および２５内への延長線４６上より外側に位置していることが好ましい。鍔部２４および２５の天面３２および３３における最も低い場所は、通常、上述の巻芯部２３の輪郭線の鍔部２４および２５内への延長線４６上より外側に位置することになる。また、巻芯部２３の輪郭線の鍔部２４および２５内への延長線４６上より外側では、天面３２および３３は湾曲していないことが多い。したがって、この好ましい構成によれば、図４に示すように、鍔部２４および２５と板状コア３４との間の隙間４７の大きさを突起４１〜４４によって効果的に一定に保つことができる。

上述した隙間４７には、接着剤３５が充填され、それによって、板状コア３４がドラム状コア２２に固定される。

突起４１〜４４の高さは、天面３２および３３での湾曲面３９による高低差よりも１０μｍ以上高いことが好ましい。この構成によれば、鍔部２４および２５の天面３２および３３における最も高い場所を含む鍔部２４および２５の天面３２および３３の全域にわたって、鍔部２４および２５と板状コア３４との間に隙間４７を確実に形成することができる。したがって、磁束の片寄りを抑制することができる。また、直流重畳特性を向上させることができる。

上述した突起４１〜４４の高さの条件に加えて、鍔部２４および２５の天面３２および３３に対する突起４１〜４４の接触面積について、これが、板状コア３４の下方主面４０と第１および第２の鍔部２４および２５の双方の天面３２および３３とが対向する面積の１／５０以下と十分に小さくされるという条件が満たされることがより好ましい。この構成によれば、突起４１〜４４の部分の磁気抵抗は、突起４１〜４４以外の部分の磁気抵抗の５倍以上の値となるようにすることができ、突起部分４１〜４４が全体の直流重畳特性に及ぼす影響を十分に小さくすることができる。

以上説明した実施形態では、すべての突起４１〜４４が、板状コア３４に設けられたが、ドラム状コア２２の鍔部２４および２５に設けられてもよい。また、突起４１〜４４の一部が板状コア３４に設けられ、残りがドラム状コア２２の鍔部２４および２５に設けられてもよい。

また、上述した実施形態では、４個の突起４１〜４４が設けられたが、突起の数は５個以上であってもよい。

また、突起４１〜４４の形状は、図示した円錐台状に限らず、たとえば、円柱状、角柱状、など、どのような形状であってもよい。

また、突起４１〜４４の高さは、天面３２および３３での湾曲面３９による高低差と実質的に等しくてもよい。この構成によれば、湾曲面３９と板状コア３４とが接触することで、コア２２および３４内の磁束密度が高くなり、インダクタンス値を大きくすることができる。

また、上述の実施形態では、コイル部品２１は単一のコイルを構成するものであったが、その他、パルストランスやコモンモードチョークコイルを構成するものであってもよい。したがって、ワイヤの数は、２本以上であってもよく、それに応じて、各鍔部に設けられる端子電極の数も２個以上であってもよい。

２１ コイル部品
２２ ドラム状コア
２３ 巻芯部
２４，２５ 鍔部
２６，２７ 内側端面
２８，２９ 外側端面
３０，３１ 底面
３２，３３ 天面
３４ 板状コア
３５ 接着剤
３６，３７ 端子電極
３８ ワイヤ
３９ 湾曲面
４０ 下方主面
４１〜４４ 突起
４５ 上方主面
４６ 延長線

Claims (7)

1. 巻芯部ならびに前記巻芯部の各端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部を有するドラム状コアと、
   互いに逆方向に向く下方主面および上方主面を有し、前記第１および第２の鍔部間に渡された板状コアと、
   前記第１の鍔部に設けられた少なくとも１つの第１の端子電極と、
   前記第２の鍔部に設けられた少なくとも１つの第２の端子電極と、
   前記巻芯部に巻回され、かつ前記第１の端子電極と前記第２の端子電極との間に接続された、少なくとも１本のワイヤと、
   を備え、
   前記第１および第２の鍔部の各々は、前記巻芯部側に向きかつ前記巻芯部の各端部を位置させる内側端面と、前記内側端面の反対側の外側に向く外側端面と、前記内側端面と前記外側端面とを連結するものであって、実装時において実装基板側に向けられる底面と、前記底面の反対側の天面と、を有し、
   前記第１および第２の鍔部の各々の前記天面は、少なくとも一部において、凸状の湾曲面をなしており、
   前記板状コアは、前記下方主面が前記第１および第２の鍔部の双方の前記天面と対向しており、
   前記板状コアの前記下方主面と前記第１および第２の鍔部の前記天面とが対向する領域において、前記板状コアの前記下方主面と前記鍔部の前記天面とのいずれか一方には、前記板状コアの前記下方主面と前記鍔部の前記天面とのいずれか他方に接する少なくとも４個の突起が、少なくとも２個ずつ、前記第１の鍔部側と前記第２の鍔部側とに分配されて設けられている、
   コイル部品。
2. すべての前記突起は前記板状コアに設けられている、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記板状コアの前記下方主面は矩形状であり、４個の前記突起が前記板状コアの前記下方主面の四隅に位置している、請求項２に記載のコイル部品。
4. 前記板状コアの前記上方主面から前記鍔部の前記底面に向かって透視したとき、前記突起は、前記巻芯部の輪郭線の前記鍔部内への延長線上より外側に位置している、請求項１ないし３のいずれかに記載のコイル部品。
5. 前記突起の高さは、前記天面での前記湾曲面による高低差と実質的に等しい、請求項１ないし４のいずれかに記載のコイル部品。
6. 前記突起の高さは、前記天面での前記湾曲面による高低差よりも１０μｍ以上高い、請求項１ないし４のいずれかに記載のコイル部品。
7. 前記板状コアの前記下方主面と前記鍔部の前記天面とのいずれかに対する前記突起の接触面積は、前記板状コアの下方主面と前記第１および第２の鍔部の双方の前記天面とが対向する面積の１／５０以下である、請求項６に記載のコイル部品。

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