JP6648816B2 - コイル部品及びコイル部品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、コイル部品及びコイル部品の製造方法に関する。
コイル部品は、環状のトロイダルコアと、トロイダルコアに巻回された巻線(コイル)とを有している(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−97249号公報
ところで、巻線に大きな電流を流すことが要求されるコイル部品では、太い線材をトロイダルコアに巻回する必要がある。線材の太さによって巻き膨れが生じる。巻き膨れは、外形寸法(直径)が1.5mm以上の線材において顕著となる。巻回した線材において、線材の内側の最小半径は、線材の太さの2倍程度となる。このため、例えば、直径1.5mmの線材では、線材の内側の半径が3.0mm以上となる。このように、コイル部品が大型化するという問題がある。
本発明の目的は、小型でありながら大電流を流すことを可能としたコイル部品及びコイル部品の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するコイル部品の製造方法は、複数の第1ワイヤ部材を環状のコアの周囲に配置する第1の工程と、コアの周方向において隣接する第1ワイヤ部材の間のそれぞれに第2ワイヤ部材を配置し、第1ワイヤ部材の先端の接合部の側面に第2ワイヤ部材の接合面を接触させる第2の工程と、接合部の側面と接合面とを溶接して第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材によりコアに巻回されたコイルを形成する第3の工程とを含む。
この構成によれば、コイルが第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材とを交互に接合して形成されるため、線材による巻き膨れが生じない。したがって、大電流を流すことができるように太い第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材を用いて製造されるコイル部品の小型化を図ることができる。その結果、小型でありながら、コイルに大電流を流すことが可能なコイル部品を製造することができる。
上記のコイル部品の製造方法は、第1ワイヤ部材及び第2ワイヤ部材として同一の金属材料により形成されるものを用い、第3の工程において、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材を溶融して形成した溶着部により第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材とを接合することが好ましい。
この構成によれば、溶着部が第1ワイヤ部材及び第2ワイヤ部材の各々と同一の金属材料により形成されるようになるため、溶着部と第1ワイヤ部材との間や、溶着部と第2ワイヤ部材との間に、異種金属同士の接合で現れやすい界面が生じにくくなる。したがって、例えば、はんだ等の接合材を用いて第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材とを接合する場合と比較して、コイルの抵抗値を低減することができる。
上記のコイル部品の製造方法において、前記第3の工程は、複数の接合部の側面と複数の接合面とをそれぞれ接合する複数の溶着部をレーザ光の照射によって形成することを含み、前記複数の溶着部が同じ方向から照射したレーザ光によって形成されることが好ましい。
この構成によれば、同一の方向からレーザ光を照射することによって複数の溶着部が形成されるため、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材とを接合する処理を短時間で行うことができる。
上記のコイル部品の製造方法は、第2の工程において、コアの周方向において隣接する第1ワイヤ部材の間のそれぞれに第2ワイヤ部材を嵌め合わせて第1ワイヤ部材の先端の接合部の側面に第2ワイヤ部材の接合面を接触させることが好ましい。
この構成によれば、第1ワイヤ部材の先端の接合部の側面に対して第2ワイヤ部材の接合面が嵌め合わされるため、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材との間に隙間が生じにくくなる。このため、第1ワイヤ部材の先端の接合部の側面と第2ワイヤ部材の接合面とを溶接したときの接合部分の接合面積が大きくなり、接合部分における抵抗値を小さくすることができる。なお、本明細書において、嵌め合わせるとは、ある形のものに、ぴったり入れることをいう。
上記のコイル部品の製造方法において、第2ワイヤ部材として接合面の面積が当該第2ワイヤ部材の平均断面積より大きいものを用いることが好ましい。
この構成によれば、第2ワイヤ部材の接合面の面積が第2ワイヤ部材の平均断面積より大きいため、その分だけ第1ワイヤ部材の先端の接合部の側面と第2ワイヤ部材の接合面との接触面積を大きくすることが可能となる。したがって、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材との接合部分における抵抗値を小さくすることができる。なお、本明細書において、平均断面積とは、部材の体積を電流経路(長さ)で除算した結果の値である。
上記のコイル部品の製造方法において、第1ワイヤ部材としてその先端部に段部が形成されるものを用い、第2の工程において、第2ワイヤ部材は段部に当接するように第1ワイヤ部材に対して嵌め合わされることが好ましい。
この構成によれば、第2ワイヤ部材が段部によって位置決めされた状態で第1ワイヤ部材に嵌め合わせられるため、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材とを接合する際の位置ずれを抑制することができる。
上記のコイル部品の製造方法において、第1ワイヤ部材として接合部が円柱状であるものを用い、第2ワイヤ部材として接合面が当該第2ワイヤ部材の端部に設けられて接合部に嵌め合わされる凹円柱面であるものを用いることが好ましい。
また、上記のコイル部品の製造方法において、第1ワイヤ部材として接合部が円柱状であるものを用い、第2ワイヤ部材として接合面が当該第2ワイヤ部材に設けられて接合部が締まり嵌めされた貫通孔の内周面であるものを用いることが好ましい。
これらの構成によれば、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材とがなす角度、すなわち、第1ワイヤ部材の接合部の軸線周りにおける第2ワイヤ部材の位置が変化しても、接合部の側面と接合面との接触面積は変化しないか、変化したとしても僅かであるため、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材との配置における自由度が高くなる。したがって、第2ワイヤ部材と嵌め合わされる第1ワイヤ部材との間の位置関係にばらつきがあっても、そうしたばらつきに起因する上記接触面積の減少、ひいては両ワイヤ部材の間の接合抵抗の増大を抑えることができる。
上記のコイル部品の製造方法において、第1ワイヤ部材及び第2ワイヤ部材の少なくとも一方のワイヤ部材として矩形状の断面を有するものを用いることが好ましい。
この構成によれば、例えば、ワイヤ部材を例えば治具の上に載置する場合や供給装置を用いてワイヤ部材を所定位置に載置する場合などにおいて、ワイヤ部材の姿勢が変化しにくくなり、載置された状態を維持しやすくなる。
上記課題を解決するコイル部品は、環状のコアと、コアに巻回されたコイルとを有し、コイルは、複数の第1ワイヤ部材と複数の第2ワイヤ部材とを含み、第2ワイヤ部材は、第1ワイヤ部材の先端の接合部の側面に接触する接合面を有し、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材は、接合部の側面と接合面との間の溶着部を介して接合されている。
この構成によれば、コイルが第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材とを交互に接合して形成されるため、線材による巻き膨れが生じない。したがって、大電流を流すことができるように太い第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材を用いたコイル部品を小型化することができる。この結果、小型でありながら、コイルに大電流を流すことができるようになる。
上記のコイル部品において、接合面の面積は、第2ワイヤ部材の平均断面積より大きいことが好ましい。
この構成によれば、第2ワイヤ部材の接合面の面積が第2ワイヤ部材の平均断面積より大きいため、その分だけ第1ワイヤ部材の先端の接合部の側面と第2ワイヤ部材の接合面との接触面積を大きくすることが可能となる。したがって、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材との接合部分における抵抗値を小さくすることができる。
上記のコイル部品において、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材と溶着部とは、同一の金属材料により形成されていることが好ましい。
この構成によれば、溶着部が第1ワイヤ部材及び第2ワイヤ部材の各々と同一の金属材料により形成されるようになるため、溶着部と第1ワイヤ部材との間や、溶着部と第2ワイヤ部材との間に、異種金属同士の接合で現れやすい界面が生じにくくなる。したがって、例えば、はんだ等の接合材を用いて第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材とを接合する場合と比較して、コイルの抵抗値を低減することができる。
上記のコイル部品において、接合部は円柱状であり、接合面は、第2ワイヤ部材の端部に設けられて接合部に嵌め合わされた凹円柱面であることが好ましい。
また、上記のコイル部品において、接合部は円柱状であり、接合面は、第2ワイヤ部材の端部に設けられて接合部が締まり嵌めされた貫通孔の内周面であることが好ましい。
これらの構成によれば、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材とがなす角度、すなわち、第1ワイヤ部材の接合部の軸線周りにおける第2ワイヤ部材の位置が変化しても、接合部の側面と接合面との接触面積は変化しないか、変化したとしても僅かであるため、第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材との配置における自由度が高くなる。したがって、第2ワイヤ部材とこれに嵌め合わされる第1ワイヤ部材との間の位置関係にばらつきがあっても、そうしたばらつきに起因する上記接触面積の減少、ひいては両ワイヤ部材の間の接合抵抗の増大を抑えることができる。
上記のコイル部品において、第1ワイヤ部材及び第2ワイヤ部材の少なくとも一方は、正方形状の断面を有することが好ましい。
この構成によれば、同じ外形寸法を有し円形状の断面を有するワイヤ部材を用いた場合と比較して、正方形状の断面を有するワイヤ部材における抵抗値を低減することができる。また、同じ断面積を有し円形状の断面を有するワイヤ部材を採用した場合と比較して、外形寸法が小さくなり、コイルの小型化を図ることができる。
上記のコイル部品において、第1ワイヤ部材及び第2ワイヤ部材の少なくとも一方は、円形状の断面を有することが好ましい。
一般に、円形状の断面を有するワイヤ部材は矩形状の断面を有するワイヤ部材と比較して安価であるため、コイル部品のコスト低減のために円形状の断面を有するワイヤ部材を用いることが好ましい。
本発明のコイル部品及びコイル部品の製造方法によれば、小型でありながら大電流を流すことが可能となる。
コイル部品の第1実施形態を示す斜視図。 コイル部品の第1実施形態を示す概略底面図。 コイル部品の第1実施形態を示す分解斜視図。 (a)はコアと第1及び第2ワイヤ部材を示す斜視図、(b)は第1及び第2ワイヤ部材の拡大斜視図。 (a)〜(c)はコイル部品の製造方法を示す説明図。 (a)〜(c)はコイル部品の製造方法を示す説明図。 コイル部品の製造方法を示す説明図。 コイル部品の製造方法を示す説明図。 コイル部品の製造方法を示す説明図。 コイル部品の製造方法を示す説明図。 コイル部品の製造方法を示す説明図。 コイル部品の第2実施形態を示す斜視図。 コイル部品の第2実施形態を示す分解斜視図。 コイル部品の第2実施形態を示す平面図。 コイル部品の第3実施形態を示す斜視図。 コイル部品の第3実施形態を示す分解斜視図。 コイル部品の第3実施形態を示す平面図。 第3実施形態のコアと第1及び第2ワイヤ部材を示す斜視図。 (a)〜(d)は別の実施形態の第1及び第2ワイヤ部材を示す一部斜視図。
以下、各形態を説明する。
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。また、構成要素の寸法比率は、実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態を説明する。
図1及び図2に示すように、コイル部品1は、コア30及び第1コイル40A、第2コイル40Bと、直方体状のケース10と、ケース10に取り付けられた第1〜第4電極端子21〜24とを有している。ケース10は、開口を有する箱体11と、箱体11の開口に取り付けられた蓋体12とを有している。ケース10は、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂などの樹脂やセラミックスから構成されている。
第1〜第4電極端子21〜24は、箱体11の底部13の下面に取り付けられている。第1〜第4電極端子21〜24は、板材からなり、底部13の下面から側面にかけて折り曲げられた形状を有している。第1〜第4電極端子21〜24は、底部13の四隅に配置されている。また、底部13は、その中央部分を挟んで隣接する一対の開口14を有している。第1〜第4電極端子21〜24は、この一対の開口14を通じてその一部が箱体11の内部に露出している。
図2に示すように、コア30と、第1コイル40A及び第2コイル40Bは、ケース10に収容されている。なお、図2は、ケース10を箱体11の底部13の下面側から見た図であり、第1〜第4電極端子21〜24を二点鎖線にて示している。
図3に示すように、コア30は、環状の例えば円環状の磁性体コア(トロイダルコア)である。コア30の周方向に対して垂直な平面で切断したコア30の面(縦断面ともいう)は矩形状である。
図4(a)に示すように、コア30は、軸線方向において表裏の関係となる第1端面30a及び第2端面30bを有している。また、コア30は、径方向内側の内側側面30cと、径方向外側の外側側面30dとを有している。コア30の第1端面30aは、図3に示す箱体11の底部13に対向する。コア30の第2端面30bは、図3に示す蓋体12に対向する。
コア30は、例えば、ソフトフェライト、鉄などの金属系材料、金属磁性体から構成されている。金属系の材料を用いた場合、表面に絶縁シートを貼付したり絶縁剤を塗布したりするなどして絶縁被膜を形成することが好ましい。
コア30には第1コイル40Aと第2コイル40Bが巻回されている。図2に示すように、第1コイル40Aの第1端部401aは、第1電極端子21のうち箱体11の開口14を通じてその内部に露出している部分に対し、電気的に接続されている。同様にして、第1コイル40Aの第2端部402aは第2電極端子22に電気的に接続されている。第2コイル40Bの第1端部401bは第3電極端子23に電気的に接続され、第2コイル40Bの第2端部402bは第4電極端子24に電気的に接続されている。
第1コイル40Aのコア30に対する巻方向と第2コイル40Bのコア30に対する巻方向とは、逆である。第1コイル40Aの巻数と第2コイル40Bの巻数とは、同じである。第1コイル40A及び第2コイル40Bは、例えば1次側コイル及び2次側コイルやコモンモードチョークコイルとして利用される。
第1コイル40A及び第2コイル40Bについて説明する。
図4(a)に示すように、第1コイル40A及び第2コイル40Bは、複数の第1ワイヤ部材41及び第2ワイヤ部材42から構成されている。複数の第1及び第2ワイヤ部材41,42は、互いに接合されている。そして、第1及び第2ワイヤ部材41,42は、交互に接合されている。すなわち、コア30の周方向において隣り合う一対の第1ワイヤ部材41,41において、一方の第1ワイヤ部材41におけるコア30の径方向外側の端部が第2ワイヤ部材42の一方の端部に接続され、第2ワイヤ部材42の他方の端部が他方の第1ワイヤ部材41におけるコア30の径方向内側の端部に接続されている。これが繰り返されることにより、第1コイル40A及び第2コイル40Bは、コア30に螺旋状に巻回されている。
第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とは、互いに形状が異なる。第1ワイヤ部材41は、略∪字状のワイヤである。第2ワイヤ部材42は、略直線状のワイヤである。ここで、略∪字状とは、∪字状、半円弧状等を含む。略直線状とは、直線状や僅かな折曲や湾曲を有する形状を含む。以上の形状とすることにより、1つの第1ワイヤ部材41と1つの第2ワイヤ部材42とによって、1ターンの単位要素が構成される。
第1ワイヤ部材41は、コア30の内側側面30c、外側側面30d、第2端面30bを囲むように配置されている。第2ワイヤ部材42は、コア30の第1端面30aに対向して配置されている。更に、第2ワイヤ部材42は、隣接する2つの第1ワイヤ部材41の先端の間に配置されている。第1及び第2ワイヤ部材41,42は、第1コイル40A及び第2コイル40Bの周方向に沿って配列されている。
コア30の周方向において隣り合う第1ワイヤ部材41は、隙間をあけて配置されている。同様に、コア30の周方向において隣り合う第2ワイヤ部材42は、隙間をあけて配置されている。これにより、第1ワイヤ部材41、第2ワイヤ部材42の間の隙間を樹脂などの埋め物で埋める場合に比べて、埋め物によるコア30への応力を緩和して磁歪を低減できる。
なお、第1及び第2ワイヤ部材41,42が絶縁被膜により覆われている場合には、第1ワイヤ部材41、第2ワイヤ部材42の間の隙間を導電材料で埋めるようにしてもよい。導電材料は、例えば、(銅(Cu)や銀(Ag)などの)金属フィラーを含む樹脂である。これにより、誘電材料により磁力の低下を防ぐことができる。
第1及び第2ワイヤ部材41,42は、例えば、純銅(Cu)などの導電材から構成されている。なお、第1及び第2ワイヤ部材41,42として、一般的に採用される金属材料、例えば金(Au),銀(Ag),アルミニウム(Al)等を用いてもよい。また、銅(Cu)にニッケル(Ni)等のめっきを施した材料などを用いてもよい。
第1及び第2ワイヤ部材41,42は、溶接により接合されている。
本実施形態において、第1及び第2ワイヤ部材41,42の間には、互いの部材を溶融して形成された溶着部45が形成されている。なお、図3及び図4(a)では、一部の第1及び第2ワイヤ部材41,42の溶着部45を示し、他の部分についてはワイヤ部材の形状を示すために省略している。
溶着部45は、例えばレーザビーム溶接により形成される。レーザビーム溶接には、例えばYAGレーザ、ファイバレーザなどが用いられる。レーザ光の照射によって、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とを部分的に溶融させることにより、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とが接合されている。このように接合された第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42及びそれらによる溶着部45は、第1ワイヤ部材41及び第2ワイヤ部材42の材料のみを含み、はんだなどの接合材を含まない。言い換えれば、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とを互いに接合して第1コイル40A及び第2コイル40Bが形成される。接合材を用いて2つのワイヤ部材を接合した場合、接合材によって2つのワイヤ部材間に、材料が異なる物質による2つの界面が形成される。そして、2つのワイヤ部材と接合材により構成されるコイルの抵抗値は、こうした界面の存在によって大きくなる。
一方、上述したように本実施形態の第1コイル40Aは、第1ワイヤ部材41及び第2ワイヤ部材42を含み、接合材を含まない。したがって、第1コイル40Aの抵抗値は、接合材を用いたコイルと比べて小さくなる。第2コイル40Bについても第1コイル40Aと同様である。したがって、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とをレーザビーム溶接により溶融させ、互いに接合して第1コイル40A及び第2コイル40Bを形成することにより、抵抗値の増加が抑制される。
第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42について詳述する。
図4(b)は、隣り合う2つの第1ワイヤ部材41,41と、それらの間に接続される1つの第2ワイヤ部材42を示す。なお、図4(b)において、2つの第1ワイヤ部材41,41のそれぞれを区別する場合、それらを第1ワイヤ部材41X,41Yとして説明する。
第1ワイヤ部材41は、第1及び第2柱状部41a,41bと、第1及び第2柱状部41a,41bの一端(基端)を互いに接続する接続部41cとを有している。第1及び第2柱状部41a,41b及び接続部41cは、正方形状の断面を有し、それぞれ略直線状に形成されている。第1及び第2柱状部41a,41b及び接続部41cの外形寸法、すなわち太さ(断面の一辺の長さ)は、例えば1.5mmである。
第1柱状部41aの先端には第1接合部41dが形成されている。第1接合部41dは、円柱状に形成されている。例えば、第1接合部41dの外形寸法、すなわち直径は、例えば1.5mmであり、第1柱状部41aの太さと等しい。このように、角柱状の第1柱状部41aに対して、第1接合部41dを円柱状とすることにより、先端側、つまり第1接合部41d側から見て、第1柱状部41aの4つの角の部分が第1接合部41dの側面よりも外側に突出する。この突出する部分を段部41eとする。第2柱状部41bは、第1柱状部41aと同様に、その先端に第2接合部41fが形成されている。そして、第2柱状部41bにおいて、先端側、つまり第2接合部41f側から見て、第2接合部41fの側面より外側に突出する4つの角の部分を段部41gとする。
第1柱状部41aは、図4(a)に示すコア30の径方向外側に配置され、第2柱状部41bはコア30の径方向内側に配置されている。したがって、第1柱状部41aと第2柱状部41bは、コア30を挟み込むように配置されている。第1柱状部41aと第2柱状部41bは、コア30の中心軸に沿って延びるように配置されている。接続部41cは、コア30の一方の第2端面30b側に配置されている。第1柱状部41aの先端の第1接合部41dと第2柱状部41bの先端の第2接合部41fは、コア30の第1端面30a側に突出している。
第2ワイヤ部材42は、正方形状の断面を有している。第2ワイヤ部材42の太さは、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d、41fの高さと等しく、例えば1.5mmである。図4(b)に二点鎖線にて示すように、第2ワイヤ部材42は、隣接して配置された第1ワイヤ部材41X,41Yの先端の間に配置されている。
第1ワイヤ部材41X,41Yの先端に形成された第1接合部41dは、図4(a)に示すコア30の径方向外側に配置され、第1ワイヤ部材41X,41Yの先端に形成された第2接合部41fはコア30の径方向内側に配置されている。そして、第2ワイヤ部材42は、隣接して配置された2つの第1ワイヤ部材41X,41Yにおいて、第1ワイヤ部材41Xの第2柱状部41bの先端に形成された第2接合部41fと、第1ワイヤ部材41Yの第1柱状部41aの先端に形成された第1接合部41dとの間に配置されている。
第2ワイヤ部材42の端面42aは、第1ワイヤ部材41Xの第2接合部41fの側面に当接する。端面42aは、第2ワイヤ部材42を第1ワイヤ部材41の第2接合部41fの側面に接合する接合面として作用する。第2ワイヤ部材42の端面42bは第1ワイヤ部材41Yの第1接合部41dの側面に当接する。端面42bは、第2ワイヤ部材42を第1ワイヤ部材41の第1接合部41dの側面に接合する接合面として作用する。第2ワイヤ部材42の端面42a,42bは、第2ワイヤ部材42の平均断面積(四角柱状の部分における断面の平均断面積)よりも面積が大きくなるように形成されている。平均断面積は、部材の体積を電流経路(長さ)で除算した値である。
また、第2ワイヤ部材42の端面42a,42bと第1ワイヤ部材41(41X,41Y)の第1及び第2接合部41d,41fの側面は、互いに嵌り合う形状に形成されている。すなわち、第2ワイヤ部材42の端面42a,42bは、第1ワイヤ部材41(41X,41Y)の第1及び第2接合部41d,41fの側面に倣う形状(嵌り合った際に接触するそれぞれ面の形状が同じである形状)にて形成されている。このように、互いの形状が対応して互いに面にて接する部分を嵌め合い部分とする。このような嵌め合い部分によって、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42との接合が容易となる。
具体的には、第2ワイヤ部材42の端面42a,42bは、円柱状の第1及び第2接合部41d,41fの側面と嵌り合う同側面と曲率が等しい凹円柱面である。なお、この凹円柱面の周方向における長さは、第1及び第2接合部41d,41fの半周の長さと等しい。
次に、上記のコイル部品1の製造方法を説明する。
図5(a)に示すように、治具100を用いて第1ワイヤ部材41を整列させる。第1ワイヤ部材41は、正方形状の断面を有する直線状の棒材を折り曲げ、先端を円柱状に加工して形成される。第2ワイヤ部材42は、正方形状の断面を有する直線状の棒材の端部を凹円柱状の端面42a,42bに加工して形成される。治具100には、第1ワイヤ部材41の第1及び第2柱状部41a,41bを挿入する挿入孔100a,100bが形成されている。
図5(b)に示すように、治具100に挿入した第1ワイヤ部材41に粘着治具101を貼り付ける。粘着治具101は、例えば、PET等の樹脂フィルムの表面に粘着性材料を付着したものである。なお、粘着治具101としてゴムシートを用いてもよい。
図5(c)に示すように、第1ワイヤ部材41を治具100(図5(b)参照)から取り外した後、粘着治具101が下側となるように配置する。これにより、粘着治具101の上面に複数の第1ワイヤ部材41が仮止めされる。このとき、複数の第1ワイヤ部材41は、第1ワイヤ部材41の先端の第1及び第2接合部41d,41fが上方を向くように配置される。
図6(a)に示すように、治具110を用いて第2ワイヤ部材42を整列させる。治具110の上面には、位置決め用の凸部110aが形成されている。これらの凸部110aに対応させて第2ワイヤ部材42を治具110の上面に載置する。第2ワイヤ部材42は、角柱状(断面正方矩形状)に形成されている。したがって、第2ワイヤ部材42の凹円柱面である端面42a,42bの軸線(図6(a)の一点鎖線を参照)が治具110の上面に対して垂直となるように、各第2ワイヤ部材42を容易に整列することができる。また、第2ワイヤ部材42が角柱状であるため、整列した状態が維持される。
図6(b)に示すように、治具110上に配列した第2ワイヤ部材42に粘着治具111を貼り付ける。粘着治具111は、例えば、PET等の樹脂フィルムの表面に粘着性材料を付着したものである。なお、粘着治具111としてゴムシートを用いてもよい。
図6(c)に示すように、第2ワイヤ部材42を治具110(図6(b)参照)から取り外した後、粘着治具111が下側となるように配置する。これにより、粘着治具111の上面に複数の第2ワイヤ部材42が仮止めされる。
図7に示すように、粘着治具101の上面に仮止めした複数の第1ワイヤ部材41の第1及び第2柱状部41a,41bの間にコア30を挿入する。
以上の工程により、複数の第1ワイヤ部材41がコア30の周囲に配置される。
図8に示すように、粘着治具111に仮止めした第2ワイヤ部材42を第1ワイヤ部材41の間に挿入し、第2ワイヤ部材42を第1ワイヤ部材41に対して嵌め合わせる。すなわち、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d,41fの側面と第2ワイヤ部材42の端面42a,42bとを対向させる。そして、例えば、図8に矢印にて示すように、粘着治具111を水平方向に移動させる。第2ワイヤ部材42は、第1ワイヤ部材41の先端の間に挿入されているため、粘着治具111のみが移動して第2ワイヤ部材42が粘着治具111から取り外される。この際、第1ワイヤ部材41の段部41e,41gに第2ワイヤ部材42の端部が当接し、第2ワイヤ部材42は第1ワイヤ部材41に嵌め合わされた状態で位置決めされる。
図9に示すように、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42の嵌め合い部分に、同一方向から、具体的には第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d、41fの軸線と平行に入射するように上方からレーザ光を照射し、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d、41fの側面と第2ワイヤ部材42の端面42a,42bとを溶接する。図9の矢印は、レーザ光の照射位置を示す。レーザ光の照射位置は、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d、41fの側面と第2ワイヤ部材42の端面42a,42bとの嵌め合い部分である。
レーザ光を照射する装置としてレーザ照射面積(スポット径)が大きく、ピークの照射エネルギーが高いレーザ装置、例えばYAGレーザを用いた場合、上記嵌め合い部分に対してスポット的にレーザ光を照射する。YAGレーザとして例えば、ピークエネルギー:7kW、照射時間:10ms、照射エネルギー:70J、スポット径:0.5mm、パワー密度:約350W/cmのレーザ装置を用いることができる。レーザ光により第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材とがそれぞれ溶融され、硬化によって図3及び図4(a)に示す溶着部45が形成される。そして、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とを接合して図4(a)に示す第1コイル40A及び第2コイル40Bが形成される。
また、レーザ光を照射する装置としてレーザ照射面積(スポット径)が小さく、ピークの照射エネルギーが低いレーザ装置、例えばファイバレーザを用いた場合、上記嵌め合い部分に沿って連続的にレーザ光を照射する。ファイバレーザとして例えば、ピークエネルギー:1kW、照射時間:200ms、照射エネルギー:200J、スポット径:0.04mm、パワー密度:約8000W/cmのレーザ装置を用いることができる。この場合、溶着部45は、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d,41f及び第2ワイヤ部材42の端面42a,42bに沿って延びるように形成される。このように照射面積の小さいレーザ光は、照射位置を絞り込むことができるため、照射位置を高精度に制御することができる。このため、他の部分に対するレーザ光の反射や照射を低減することができる。
また、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d、41fの側面と第2ワイヤ部材42の端面42a,42bとの嵌め合い部分が全て上方に露出しているため、各嵌め合い部分に対してレーザ光を同一方向から照射することができる。
図10に示すように、第1コイル40A、第2コイル40B及びコア30を第1〜第4電極端子21〜24が取り付けられた箱体11に挿入する。そして、第1コイル40Aと第1及び第2電極端子21,22とを電気的に接続するとともに、第2コイル40Bと第3及び第4電極端子23,24とを電気的に接続する。例えば、レーザビーム溶接により、第1〜第4電極端子21〜24に第1コイル40A及び第2コイル40Bの第1及び第2端部401a,402a,401b,402bを溶接する。なお、はんだ等の接合材を用いて第1コイル40A及び第2コイル40Bの第1及び第2端部401a,402a,401b,402bを第1〜第4電極端子21〜24に接合してもよい。
図11に示すように、箱体11の開口に蓋体12を取り付ける。蓋体12は、例えば接着剤により箱体11に固定される。なお、嵌め合いにより蓋体12を箱体11に固定してもよい。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
(1−1)第1コイル40A及び第2コイル40Bは、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とを交互に接合して形成されるため、線材による巻き膨れが生じない。したがって、コイル部品1の小型化を図ることができる。また、第1ワイヤ部材41の先端の第1及び第2接合部41d,41fの側面に対して第2ワイヤ部材42の端面42a,42bが嵌め合わされる、すなわち互いに倣った形状にて第1及び第2接合部41d,41fの側面と第2ワイヤ部材42の端面42a,42bとが接触する。このため、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42との間に隙間が生じにくくなる。このため、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d,41fの側面と第2ワイヤ部材42の端面42a,42bとを接合するときにレーザ光の熱が伝わりやすい。したがって、接合部の接合面積、つまり溶着部45の断面を大きくすることができる。この結果、接合部分における抵抗値が小さくなり、第1コイル40A及び第2コイル40Bに大電流を流すことができる。そして、抵抗値が小さくなり、電流による発熱が抑制されるため、第1コイル40Aと第2コイル40Bとに流す電流量を増加させることができる。例えば、15Aクラスであったコイル部品を20Aクラスとすることができる。また、熱が伝わりやすいため、一定出力のレーザ光によって短時間で接合することができ、処理速度を高めることができる。一方、低い出力のレーザ光を用いても良好な接合を行うことができる。
(1−2)第2ワイヤ部材42の端面42a,42bの面積が、第2ワイヤ部材42の平均断面積より大きいため、その分だけ第1ワイヤ部材41の先端の第1及び第2接合部41d,41fの側面と第2ワイヤ部材42の端面42a,42bとの接触面積を大きくすることが可能となる。したがって、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42との接合部分における抵抗値を小さくすることができる。
また、製造工程においては、第2ワイヤ部材42の断面積を平均断面積と等しくした場合と比較して、溶着部45の溶着面積を平均断面積よりも大きくしやすく、したがって接合部分における接合強度を高めやすくなる。また、第2ワイヤ部材42の平均断面積と等しい溶着面積が最低限確保できればよい場合には、接合に用いる機械の位置合せ(例えばレーザ装置におけるレーザ光の照射位置)を高精度に行うことなく溶着部45を形成することができる。このため、接合にかかる処理の時間を短縮することができる。
(1−3)溶着部45が第1ワイヤ部材41及び第2ワイヤ部材42と同一の金属材料により形成されるようになるため、溶着部45と第1ワイヤ部材41との間や、溶着部45と第2ワイヤ部材42との間に、異種金属同士の接合で現れやすい界面が生じにくくなる。したがって、例えば、はんだ等の接合材を用いて第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とを接合する場合と比較して、第1コイル40A及び第2コイル40Bの抵抗値を低減することができる。
(1−4)第1ワイヤ部材41の先端の第1及び第2接合部41d,41fは円柱状であり、第2ワイヤ部材42の端面42a,42bが第1及び第2接合部41d,41fの曲率と等しい凹円柱面である。したがって、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とがなす角度、すなわち、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d,41fの軸線周りにおける第2ワイヤ部材42の位置が変化しても、第1及び第2接合部41d,41fの側面と第2ワイヤ部材42の端面42a,42bとの接触面積は変化しないか、変化したとしても僅かになる。このため、第1ワ・BR>Cヤ部材41と第2ワイヤ部材42との配置における自由度が高くなる。したがって、第2ワイヤ部材42とこれに嵌め合わされる第1ワイヤ部材41との間の位置関係にばらつきがあっても、そうしたばらつきに起因する両ワイヤ部材41,42間の接合抵抗の増大を抑えることができる。さらに、溶接時には、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42との位置ずれが生じにくくなるため、溶接不良の発生を抑えて歩留まりの向上を図ることができる。
(1−5)第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42は、正方形状の断面を有する棒材(角材,角ワイヤ)である。このため、第1及び第2ワイヤ部材41,42をそれぞれ治具100,110、粘着治具101,111の上に載置する場合に、各ワイヤ部材41,42の姿勢が変化しにくく、載置された状態を維持しやすくなる。
(1−6)第1及び第2ワイヤ部材41,42は正方形状の断面を有しているため、同じ外形寸法であり円形状の断面を有するワイヤ部材を用いた場合と比較して、第1及び第2ワイヤ部材41,42における抵抗値を低減することができる。また、円形状の断面を有するワイヤ部材であってその断面積が第1及び第2ワイヤ部材41,42の断面積と等しいワイヤ部材を採用した場合と比較して、外形寸法が小さくなり、第1コイル40A及び第2コイル40Bの小型化を図ることができる。
(1−7)第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d、41fの側面と第2ワイヤ部材42の端面42a,42bとの嵌め合い部分が全て上方に露出している。このため、複数の嵌め合い部分に対してレーザ光を同一方向から照射することができ、またレーザ光を照射するレーザ装置に対して第1ワイヤ部材41及び第2ワイヤ部材42の姿勢を変更する必要がないか、姿勢を変更したとしてもその変更量は小さくなる。したがって、短時間で溶接処理を終了することができる。加えて、溶着部45を一方向から視認することが可能であるため、溶接不良が発生した溶着部45を容易に確認することができる。
(1−8)第2ワイヤ部材42は、第1ワイヤ部材41の段部41e,41gによって位置決めされた状態で第1ワイヤ部材41に嵌め合わせられるため、溶接時において位置ずれが生じにくく、溶接工程の時間を短縮することができる。
(1−9)第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d、41fの高さは、第2ワイヤ部材42の太さと等しい。したがって、段部41e,41gによって位置決めされた第2ワイヤ部材42の上面は、第1及び第2接合部41d,41fの端面(上面)と面一となる。このため、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d,41fの上面と第2ワイヤ部材42の上面の双方にレーザ光の焦点を合わせるための制御が容易になる。
(第2実施形態)
以下、第2実施形態を説明する。
なお、この実施形態において、上記第1実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。また、同じ構成部材同士の関係についてもその説明を適宜省略する。
図12及び図13に示すように、コイル部品1aは、コア30及び第1コイル40C、第2コイル40Dと、直方体状のケース10aと、ケース10aに取り付けられた第1〜第4電極端子21a〜24aとを有している。ケース10aは、開口を有する箱体11aと、箱体11aの開口に取り付けられた蓋体12aとを有している。ケース10aは、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂などの樹脂やセラミックスから構成されている。第1〜第4電極端子21a〜24aは、箱体11aの底部13aの下面に取り付けられている。
図13及び図14に示すように、コア30と、第1コイル40C及び第2コイル40Dは、ケース10aに収容されている。コア30には第1コイル40Cと第2コイル40Dが巻回されている。第1コイル40Cは、複数の第1ワイヤ部材41及び第2ワイヤ部材42と、2つの第3ワイヤ部材431a,432a、及び2つの電極用ワイヤ部材441a,442aとから構成されている。第2コイル40Dは、複数の第1ワイヤ部材41及び第2ワイヤ部材42と、2つの第3ワイヤ部材431b,432b、及び2つの電極用ワイヤ部材441b,442bとから構成されている。
図13に示すように、電極用ワイヤ部材441a,442a,441b,442bは、箱体11aの底部13の上面に立設されている。電極用ワイヤ部材441a,442a,441b,442bは、その下端部の一部が第1〜第4電極端子21a,22a,23a,24aに接触する位置までケース10aの底部に埋め込まれている。そして、電極用ワイヤ部材441a,442a,441b,442bは、それぞれ第1〜第4電極端子21a,22a,23a,24aと、例えばかしめ等の機械的、または接合材により電気的に接続されている。また、電極用ワイヤ部材441a,442a,441b,442bの先端には、第1ワイヤ部材41と同様に、接合部443が形成されている。
第1コイル40Cにおいて、第3ワイヤ部材431aは、第1ワイヤ部材41と電極用ワイヤ部材441aの間に配置されている。第3ワイヤ部材431aの各端面は、第2ワイヤ部材42と同様の凹円柱面である。第3ワイヤ部材431aの一方の端面は第1ワイヤ部材41の第1接合部41dに溶接により接合され、他方の端面は電極用ワイヤ部材441aの接合部443に溶接により接合されている。同様に、第3ワイヤ部材432aは、第1ワイヤ部材41と電極用ワイヤ部材442aの間に配置されている。第3ワイヤ部材432aは、第3ワイヤ部材431aと同じ形状を有しており、各端面がそれぞれ溶接により第1ワイヤ部材41の第2接合部41f、電極用ワイヤ部材442aの接合部443に接合されている。
第2コイル40Dは、第1コイル40Cと同様に構成されている。第3ワイヤ部材431bは、第1ワイヤ部材41と電極用ワイヤ部材441bの間に配置されている。第3ワイヤ部材431bは、第3ワイヤ部材431aと同様に、各端面が凹円柱面である。第3ワイヤ部材431bの一方の端面は第1ワイヤ部材41の第1接合部41dに溶接により接合され、他方の端面は電極用ワイヤ部材441bの接合部443に溶接により接合されている。同様に、第3ワイヤ部材432bは、第1ワイヤ部材41と電極用ワイヤ部材442bの間に配置されている。第3ワイヤ部材432bは、第3ワイヤ部材431bと同じ形状を有しており、各端面がそれぞれ溶接により第1ワイヤ部材41の第2接合部41f、電極用ワイヤ部材442bの443に接合されている。
箱体11aに収容された状態で、第3ワイヤ部材431a,432a,431b,432bは、例えば、図9に示す溶接工程において、第2ワイヤ部材42と同様に同一方向からレーザ光を照射することで、第1ワイヤ部材41、電極用ワイヤ部材441a,442a,441b,442bに対して接合される。すなわち、第3ワイヤ部材431a,432a,431b,432bと他の部品との溶接処理は、第2ワイヤ部材42と他の部品との溶接処理と連続して行うことができる。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。
(2−1)箱体11に、コア30に第1コイル40Cと第2コイル40Dを巻回した構造体を収容し、その状態で第1コイル40Cと電極用ワイヤ部材441a,442aとを、また第2コイル40Dと電極用ワイヤ部材441b,442bとを溶接により接合し、箱体11に蓋体12を取り付けることができる。
このように、箱体11に構造体を収容した状態で同構造体に電極用ワイヤ部材441a,442a,441b,442bを取り付けることで蓋体12を除いたコイル部品1の主要部分を完成させることができる。このため、第3ワイヤ部材431a,432a,431b,432bと他の部品との溶接処理と、第2ワイヤ部材42と他の部品との溶接処理とにおいて、箱体11等の姿勢を変更する必要がなく、製造に要する時間の短縮、製造にかかる装置の簡略化を図ることができ、コストの低減を図ることができる。
(第3実施形態)
以下、第3実施形態を説明する。
なお、この実施形態において、上記各実施形態と同じ構成部材については同じ符号を付してその説明を適宜省略する。また、同じ構成部材同士の関係についてもその説明を適宜省略する。
図15及び図16に示すように、コイル部品1bは、コア30及び第1コイル40E、第2コイル40Fと、ケース10と、同ケース10に取り付けられた第1〜第4電極端子21〜24とを有している。また、コイル部品1bは、第1〜第4フェライトビーズ51〜54を有している。
図16及び図17に示すように、コア30、第1コイル40E及び第2コイル40F、及び第1〜第4フェライトビーズ51〜54は、ケース10に収容されている。
図16及び図18に示すように、コア30には第1コイル40Eと第2コイル40Fが巻回されている。第1コイル40E及び第2コイル40Fは、複数の第1ワイヤ部材41及び第2ワイヤ部材42から構成されている。第1コイル40Eには第1及び第2フェライトビーズ51,52が取り付けられ、第2コイル40Fには第3及び第4フェライトビーズ53,54が取り付けられている。
第1〜第4フェライトビーズ51〜54は、筒状に形成されている。第1〜第4フェライトビーズ51〜54は、例えば、ニッケル−亜鉛(NiZn),マンガン−亜鉛(MnZn)などの磁性体から構成されている。
第1コイル40Eの第1及び第2フェライトビーズ51,52のそれぞれには、第1コイル40Eを構成する一本の第1ワイヤ部材41の第1柱状部41aが挿入されている。同様に、第2コイル40Fの第3及び第4フェライトビーズ53,54のそれぞれには、第2コイル40Fを構成する一本の第1ワイヤ部材41の第1柱状部41aが挿入されている。
第1〜第4フェライトビーズ51〜54のそれぞれの軸線は、コア30の中心軸と平行である。第1〜第4フェライトビーズ51〜54は、コア30の径方向外側に位置する。したがって、第1〜第4フェライトビーズ51〜54は、コア30の外側側面30dに対向する。また、第1〜第4フェライトビーズ51〜54は、ケース10に収容された状態では、ケース10の四隅に位置する。
第1フェライトビーズ51は、第1コイル40Eにおいて第1端部401a寄りに位置する。すなわち、第1フェライトビーズ51は、第1コイル40Eが第1端部401aから略1ターン巻回された位置にある。第2フェライトビーズ52は、第1コイル40Eにおいて第2端部402a寄りに位置する。すなわち、第2フェライトビーズ52は、第1コイル40Eが第2端部402aから略1ターン巻回された位置にある。
第3フェライトビーズ53は、第2コイル40Fにおいて第1端部401b寄りに位置する。すなわち、第3フェライトビーズ53は、第2コイル40Fが第1端部401bから略1ターン巻回された位置にある。第4フェライトビーズ54は、第2コイル40Fにおいて第2端部402b寄りに位置する。すなわち、第4フェライトビーズ54は、第2コイル40Fが第2端部402bから略1ターン巻回された位置にある。
第1〜第4フェライトビーズ51〜54は、例えばワイヤ部材をコア30の周囲に配置するのと同時にコア30の周囲に配置される。上記第1実施形態の図7に示す工程において、コア30が搭載される。このとき、第1〜第4フェライトビーズ51〜54に、第1ワイヤ部材41の第1柱状部41aが挿入される。
次に、ノーマルモード成分のノイズ除去について説明する。
ノーマルモードの電流は例えば、第1コイル40Eにおいて第1端部401aから第2端部402aの方向に流れ、第2コイル40Fにおいて第2端部402bから第1端部401bの方向に流れる。ノーマルモードの電流が第1コイル40Eに流れると、コア30内には、第1コイル40Eによる第1磁束が発生する。ノーマルモードの電流が第2コイル40Fに流れると、コア30内には、第1磁束とは逆の方向に第2磁束が発生する。コア30内の第1磁束と第2磁束とは、打ち消しあうため、第1コイル40Eとコア30、及び、第2コイル40Fとコア30は、インダクタンス成分として働かない。
一方、ノーマルモードの電流が第1コイル40Eに流れると、第1及び第2フェライトビーズ51,52内には、それぞれ、第1コイル40Eによる磁束が発生する。ノーマルモードの電流が第2コイル40Fに流れると、第3、第4フェライトビーズ53,54内には、それぞれ、第2コイル40Fによる磁束が発生する。このため、第1コイル40Eと第1及び第2フェライトビーズ51,52が、インダクタンス成分として働き、第2コイル40Fと第3、第4フェライトビーズ53,54が、インダクタンス成分として働き、ノーマルモード成分のノイズが除去される。
次に、コモンモード成分のノイズ除去について説明する。
コモンモードの電流は例えば、第1コイル40Eにおいて第1端部401aから第2端部402aの方向に流れ、第2コイル40Fにおいて第1端部401bから第2端部402bの方向に流れる。コモンモードの電流が第1コイル40Eに流れると、コア30内には、第1コイル40Eによる第1磁束が発生する。コモンモードの電流が第2コイル40Fに流れると、コア30内には、第1磁束と同じ方向に第2磁束が発生する。このため、第1コイル40Eとコア30、及び、第2コイル40Fとコア30は、インダクタンス成分として働き、コモンモード成分のノイズが除去される。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記各実施形態と同様の作用効果に加え、以下の作用効果が得られる。
(3−1)コモンモードのインピーダンスを維持したまま、ノーマルモードのインピーダンスを高くできる。また、第1〜第4フェライトビーズ51〜54の材料をコア30の材料と異ならせることができる。このため、ノーマルモードにおけるインピーダンスの設定の自由度が高くなる。
(3−2)第1及び第2フェライトビーズ51,52のそれぞれには、第1コイル40Eを構成する1本の第1ワイヤ部材41が挿入され、第3及び第4フェライトビーズ53,54のそれぞれには、第2コイル40Fを構成する1本の第1ワイヤ部材41が挿入されている。したがって、第1〜第4フェライトビーズ51〜54を小型にすることができ、第1〜第4フェライトビーズ51〜54を所望の位置に取り付けることができる。
(3−3)第1〜第4フェライトビーズ51〜54は、コア30の径方向外側に位置する。したがって、第1〜第4フェライトビーズ51〜54のコア30への配置の自由度が高くなる。
(3−4)第1〜第4フェライトビーズ51〜54は、ケース10の四隅に位置する。したがって、ケース10のデッドスペースに第1〜第4フェライトビーズ51〜54を配置でき、デッドスペースを有効利用できる。この結果、第1〜第4フェライトビーズ51〜54を含むコイル部品1bの大型化を抑制することができる。
以下、上記各実施形態の変形例について説明する。なお、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42との接合構造についての説明では、第1ワイヤ部材41の第1及び第2接合部41d,41fのうち第1接合部41dのみを例示しているが、第2接合部41fについても同様の構造を適用可能である。
・第1ワイヤ部材と第2ワイヤ部材の形状を適宜変更してもよい。
図19(a)に示すように、第2ワイヤ部材42の端部には、円形状の開口を有する貫通孔42cが形成されている。貫通孔42cの内径は、第1ワイヤ部材41の第1接合部41dの外径よりも僅かに小さい。貫通孔42cには、第1ワイヤ部材41の第1接合部41dが圧入されている。すなわち、貫通孔42cと第1接合部41dは、締まり嵌め構造を用いて接合されている。この場合、貫通孔42cの内周面が、第1接合部41dの側面と嵌り合う接合面となる。また、貫通孔42cは、その内周面の面積が、第2ワイヤ部材42の平均断面積よりも大きくなるように、その直径等が設定されている。このように、貫通孔42cと第1接合部41dとを締まり嵌め構造とすることにより、貫通孔42cの内周面と第1接合部41dの側面とが全周において確実に接触するようになる。こうした締まり嵌め構造を採用することにより、第1接合部41dの側面と貫通孔42cの内周面とが離間していないため、製造工程における第2ワイヤ部材42の脱落が生じにくくなる。
なお、貫通孔42cと第1ワイヤ部材41の先端の第1接合部41dとの接合に、上述した締まり嵌め構造を採用せず、貫通孔42cに第1ワイヤ部材41の先端の第1接合部41dを隙間無く嵌め入れるようにしてもよい。
また、第1ワイヤ部材41の先端の第1接合部41dの側面の形状と、第2ワイヤ部材42の端面42a,42bの形状を、溶接可能で溶着部の断面が平均断面積以上であれば適宜変更してもよい。たとえば、一部が面接触するように形状を変更してもよい。
・また、上記第1〜3実施形態において、第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42との接合に、上述した締まり嵌め構造を採用してもよい。この場合には、第1ワイヤ部材41の第1接合部41dの側面の曲率(円柱面の曲率)を第2ワイヤ部材42の端面42bの曲率(凹円柱面の曲率)よりも僅かに大きくし、第1接合部41dの側面と第2ワイヤ部材42の端面42bとを嵌め合わせるようにすればよい。
図19(b)に示すように、第2ワイヤ部材42の端部には、第1ワイヤ部材41の第1接合部41dに対応する凹円柱面を内面とする溝42dが形成されている。溝42dの内面の曲率は、第1接合部41dの側面の曲率とは、嵌め合わせ後においては等しい。溝42dの内面が、第1接合部41dの側面と嵌り合う接合面となる。溝42dは、その内面の面積が、第2ワイヤ部材42の平均断面積よりも大きくなるように、その曲率等が設定されている。また、溝42dの内面(凹円柱面)の周方向における長さは、第1接合部41dの側面(円柱面)の半周の長さと等しい。なお、この構成においても、上述した締まり嵌め構造を採用することが可能である。
・第1実施形態において、第2ワイヤ部材42の端面42b(凹円柱面)の周方向における長さを、第1接合部41dの側面(円柱面)の半周の長さと等しくしたが、同周方向における長さを、同半周の長さよりも短くしてもよいし、全周の長さ以下となる範囲で長くするようにしてもよい。なお、上記変形例に示す溝42dの内面と第1接合部41dの側面との関係においても同様である。
図19(c)に示すように、円形状の断面を有する棒材(丸材)により第1ワイヤ部材41を形成するようにしてもよい。丸材は、角材に比べて入手が容易でコストが低い。したがって、コイル部品のコストを低減することができる。
図19(d)に示すように、円形状の断面を有する第1ワイヤ部材41を用いその第1ワイヤ部材41の先端の第1接合部41dの外形寸法(直径)を第1柱状部41aの外形寸法(直径)と等しくしてもよい。
なお、第1ワイヤ部材41、第2ワイヤ部材42の断面の形状を、円形、正方形以外の多角形等としてもよい。第2ワイヤ部材42を円形状の断面を有する棒材(丸材)により形成する場合には、第1ワイヤ部材41の場合と同様に、コイル部品のコストを低減することができる。なお、第1ワイヤ部材41、第2ワイヤ部材42の断面の形状は正方形でなくとも、多角形であれば、第1実施形態の作用効果(1−5)に準じた作用効果を得ることはできる。
・コア30の形状を適宜変更してもよい。例えば、平面視において多角形、楕円、長円などの環状としてもよい。また、コア30の縦断面の形状は、矩形に限らず、それ以外の多角形や円形等であってもよい。なおその場合には、第1ワイヤ部材41や第2ワイヤ部材42をコア30の縦断面の外形に倣った形状とすることが好ましい。
・コイル部品は、コア30に1つのコイルが巻回されたものでもよいし、3つ以上のコイルが巻回されたものでよい。
・上記各実施形態では、棒材を折り曲げて第1ワイヤ部材41を形成したが、その他の方法により第1ワイヤ部材41を形成してもよい。例えば、プレス加工や切削加工により第1ワイヤ部材41を形成してもよい。また、図4(b)に示す第1及び第2柱状部41a,41b及び接続部41cのうちの少なくとも1つを別部材として形成し、これらを溶接などにより接合して第1ワイヤ部材41を形成してもよい。
・第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42との接合部分等、コイルの各接合部分の接合は、各実施形態で例示したレーザビーム溶接の他、抵抗溶接や拡散溶接等、他の溶接方法によって行うことも可能である。
・上述したような異種金属同士の接合で現れやすい界面が接合部分に生じたとしても、コイル部品の抵抗損失が許容値範囲に収まるのであればよく、例えばはんだにより第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とを接合してもよい。この場合には、はんだによって溶着部が構成されることとなる。
・第1ワイヤ部材41と第2ワイヤ部材42とを同一の金属材料により形成するようにしたが、互いに異なる金属材料によって形成することもできる。この場合、物理的性質の差が小さい金属を選択することが好ましい。例えば、両ワイヤ部材41,42の接合にレーザビーム溶接を用いる場合には、熱膨張係数、熱伝導率、溶融温度の差が小さい金属を選択することが好ましく、抵抗溶接を用いる場合には、熱膨張係数や熱伝導率の他、抵抗率の差が小さい金属を選択することが好ましい。
1,1a,1b…コイル部品、30…コア、40A,40C,40E…第1コイル、40B,40D,40F…第2コイル、41…第1ワイヤ部材、41d,41f…接合部、41e,41g…段部、42…第2ワイヤ部材、42a,42b…端面(接合面)、42c…貫通孔、42d…溝(接合面)、45…溶着部。

Claims (12)

  1. 複数の第1ワイヤ部材を環状のコアの周囲に配置する第1の工程と、
    前記コアの周方向において隣接する前記第1ワイヤ部材の間のそれぞれに第2ワイヤ部材を配置し、前記第1ワイヤ部材の先端の直線状の接合部の側面に前記第2ワイヤ部材の接合面を接触させる第2の工程と、
    前記接合部の側面と前記接合面とを溶接して前記第1ワイヤ部材と前記第2ワイヤ部材により前記コアに巻回されたコイルを形成する第3の工程と、
    を含むコイル部品の製造方法であって、
    前記第2の工程では、前記コアの周方向において隣接する前記第1ワイヤ部材の間のそれぞれに前記第2ワイヤ部材を内嵌めにより嵌め合わせて前記第1ワイヤ部材の先端の接合部の側面に前記第2ワイヤ部材の端面である接合面を接触させる工程を有し、
    前記第3の工程では、複数の接合部の側面と複数の接合面とをそれぞれ接合する複数の溶着部をレーザ光の照射によって形成することを含み、前記複数の溶着部が、前記第1ワイヤ部材の接合部の軸線方向と平行となる同じ方向から照射したレーザ光によって形成される
    コイル部品の製造方法。
  2. 前記第1ワイヤ部材及び前記第2ワイヤ部材として同一の金属材料により形成されるものを用い、前記第3の工程において、前記第1ワイヤ部材と前記第2ワイヤ部材とを溶融して形成した溶着部により前記第1ワイヤ部材と前記第2ワイヤ部材とを接合する
    請求項1に記載のコイル部品の製造方法。
  3. 前記第2ワイヤ部材として前記接合面の面積が当該第2ワイヤ部材の平均断面積より大きいものを用いる
    請求項1または2に記載のコイル部品の製造方法。
  4. 前記第1ワイヤ部材としてその先端に段部が形成されるものを用い、
    前記第2の工程において、前記第2ワイヤ部材は前記段部に当接するように前記第1ワイヤ部材に対して嵌め合わされる
    請求項1〜3のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
  5. 前記第1ワイヤ部材として前記接合部が円柱状であるものを用い、
    前記第2ワイヤ部材として前記接合面が凹円柱面であるものを用いる
    請求項1〜4のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
  6. 前記第1ワイヤ部材及び前記第2ワイヤ部材の少なくとも一方のワイヤ部材として矩形状の断面を有するものを用いる
    請求項1〜5のいずれか一項に記載のコイル部品の製造方法。
  7. 環状のコアと、
    前記コアに巻回されたコイルとを有し、
    前記コイルは、複数の第1ワイヤ部材と複数の第2ワイヤ部材とを含み、
    前記第2ワイヤ部材の端面は、前記第1ワイヤ部材の先端の直線状の接合部の側面に内嵌め状態で嵌め合わされた接合面を有し、
    前記第1ワイヤ部材と前記第2ワイヤ部材は、前記接合部の側面と前記接合面との間の溶着部を介して接合されている
    コイル部品。
  8. 前記接合面の面積は、前記第2ワイヤ部材の平均断面積より大きい
    請求項7に記載のコイル部品。
  9. 前記第1ワイヤ部材と前記第2ワイヤ部材と前記溶着部とは、同一の金属材料により形成されている
    請求項7または請求項8に記載のコイル部品。
  10. 前記接合部は円柱状であり、前記接合面は凹円柱面である
    請求項7〜9のいずれか一項に記載のコイル部品。
  11. 前記第1ワイヤ部材及び前記第2ワイヤ部材の少なくとも一方は、正方形状の断面を有する
    請求項7〜10のいずれか一項に記載のコイル部品。
  12. 前記第1ワイヤ部材及び前記第2ワイヤ部材の少なくとも一方は、円形状の断面を有する
    請求項7〜10のいずれか一項に記載のコイル部品。
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