JP7341745B2

JP7341745B2 - コイル部品、およびボビン

Info

Publication number: JP7341745B2
Application number: JP2019115624A
Authority: JP
Inventors: 正実宮本; 智嗣大田
Original assignee: NJ Components Co Ltd
Current assignee: NJ Components Co Ltd
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2023-09-11
Anticipated expiration: 2039-06-21
Also published as: JP2021002590A

Description

本発明はコイル部品、およびボビンに関する。

トランスなどのコイル部品には、端子を備えて基板上に直接実装することができるものがある。この種（以下、基板実装型と言うことがある）のコイル部品のボビンは、コイルの巻線が巻回される巻軸部と、コイル部品を基板に実装するための端子が取り付けられた端子台とが一体的に形成されている。端子は、導電性の線材からなり、中間部分がボビン内に埋め込まれている。そして、端子の一端が、コイル部品を基板に実装する際に、半田付けなどによって基板に固定される実装用端子となっており、他端がコイルの巻線の巻きはじめと巻き終わりの端部が巻き付けられる、所謂「絡げ端子」となっている。

なお、基板実装型のコイル部品には、コイルの巻軸が基板の面と平行となる横型と、巻軸と基板の面とが直交する縦型とがある。横型のコイル部品は、縦型のコイル部品に対し、基板に実装した際の上下高を抑制することができ、低背化に有利である。

ここで、横型のコイル部品の巻軸方向を前後方向とし、コイル部品が基板に実装された際に、基板の面に直交する方向を上下方向とし、前後方向と上下方向とに直交する方向を左右方向とすると、横型の基板実装型のコイル部品のボビンは、前端と後端とに開口を有する中空筒状の巻軸部を備え、巻軸部の下方に複数の端子を備えた端子台が形成されている。ボビンに装着されるコアは、左右に外脚を有して中脚がボビンの巻軸部の中空部に挿通される。

各端子は、Ｌ字状に屈曲し、絡げ端子は、端子台の前端と後端から、それぞれ、前後外方に向かって突出し、実装用端子は下方に向かって突出している。そして、巻軸部に巻回されるコイルの巻線の端部は、ボビンの下方から前方、および後方に向かって引き出されて絡げ端子に取り付けられる。なお、以下の非特許文献１には、様々な形状のコアについて記載されている。

ＦＤＫ株式会社、"fe_shape.pdf"、[online]、[令和１年６月１０日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.fdk.co.jp/cyber-j/pdf/fe_shape.pdf＞

絡げ端子を備えた横型の基板実装型のコイル部品（以下、コイル部品ということがある）は、低背化に有利であるが、巻軸が実装面と平行であることに起因する種々の問題がある。例えば、巻軸方向を前後方向とすると、ボビンの巻軸部に巻回されたコイルの導線の端部は、前後方向に引出され、その引き出された導線の端部（以下、引出線と言うことがある）が、前後外方向に突出する絡げ端子に取り付けられている。そして、引出線は、コアとの絶縁性を確保するために、巻軸部から絡げ端子に至る経路においてコアと接触しないようにしておく必要がある。そのため、コイル部品は、その組み立て工程において、引出線がコアに接触しないように引出線に癖を付ける「フォーミング作業」が必要となる。そして、フォーミング作業は、コイル部品のコストダウンを阻害する要因の一つになる。

そこで本発明は、絡げ端子を備えつつ、コアとコイルの引出線との絶縁性が確保され、フォーミング作業が不要な横型の基板実装型のコイル部品と、そのコイル部品を構成するボビンとを提供することを目的の一つとしている。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、互いに直交する三方向を前後方向、左右方向、上下方向として、前後方向を巻軸として導線が巻回されてなるコイルと、中脚を備えたコアと、前記導線が巻回されるボビンと、を備えたコイル部品であって、前記ボビンは、前後に開口を有して前記中脚が挿通される中空筒状の巻軸部と、当該巻軸部の下方に一体的に形成された端子台とを有し、前記端子台は、左右方向からみると、下方が前後外方向に突出する階段状に形成され、下段側に前後外方向に突出する端子が取り付けられているとともに、上段側に前後外方向に棒状に突出する突起部を有し、前記突起部は、前記端子が突出する位置よりも上方に形成され、前記導線の端部は、前記突起部の下端に接しつつ、当該突起部の下方を経由して前記端子に取り付けられている、コイル部品としている。

本発明のその他の態様は、互いに直交する三方向を前後方向、左右方向、上下方向として、前後方向を巻軸として導線が巻回されてなるコイルを有するコイル部品を構成するボビンであって、前後に開口を有する中空筒状の巻軸部と、当該巻軸部の下方に一体的に形成された端子台とを有し、前記端子台は、左右方向からみると、下方が前後外方向に突出する階段状に形成され、下段側に前後外方向に突出する端子が取り付けられているとともに、上段側に前後外方向に棒状に突出する突起部を有し、前記突起部は、前記端子が突出する位置よりも上方に形成されている、ボビンである。

本発明によれば、絡げ端子を備えつつ、コアとコイルの引出線との絶縁性が確保され、フォーミング作業が不要な横型の基板実装型のコイル部品と、そのコイル部品を構成するボビンとが提供される。なお、その他の効果については以下の記載で明らかにする。

本発明の実施例に係るコイル部品の外観図である。上記実施例に係るコイル部品の分解斜視図である。上記実施例に係るコイル部品を構成するボビンを示す図である。上記実施例に係るコイル部品において、絡げ端子に対する引出線の取り付け状態を示す図である。

本発明の実施例について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明に用いた図面において、同一又は類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。図面によっては説明に際して不要な符号を省略することもある。

＝＝＝実施例＝＝＝
図１に、本発明の実施例に係るコイル部品１の外観図を示した。図１に示したように、実施例に係るコイル部品１は、導線２１が巻軸１００周りに巻回されてなるコイル２と、樹脂の一体成形品からなるボビン３と、コイル２を囲繞して閉磁路を形成するコア４とを基本的な構成としている。コア４は、巻軸１００方向で互いに対面する二つのコア部材（４ａ、４ｂ）によって構成されている。コア部材（４ａ、４ｂ）は、側面を周回するテープ５によって固定されている。また、ボビン３には、複数本の端子６が取り付けられた端子台３１が形成されている。各端子６は、一本の線材がＬ字状に屈曲されてなり、線材の一端が絡げ端子６ａとなり、他端が実装用端子６ｂとなっている。そして、絡げ端子６ａには、引出線２２が取り付けられている。なお、以下では、実施例に係るコイル部品１について、便宜的に、巻軸１００方向を前後方向とし、絡げ端子６ａがボビン３の前方および後方に向かって突出することとする。また、実装用端子６ｂが絡げ端子６ａと直交しつつ下方に突出することとして上下の各方向を規定し、前後方向と上下方向とに直交する方向を左右方向とする。

図２に実施例に係るコイル部品１の分解斜視図を示した。また、図３にコイル部品１を構成するボビン３を示した。図３（Ａ）は、ボビン３を上方から見たときの斜視図であり、図３（Ｂ）は、ボビン３を下方から見たときの斜視図である。図２に示したように、コア４を構成する二つのコア部材（４ａ、４ｂ）は、ＰＭ型と呼ばれる形状であり、円柱状の中脚４１を備え、上下方向から見ると、中脚４１と左右両端に形成された外脚４２とによってＥ字型に形成され、前後方向から見ると、矩形の上縁辺と下縁辺端とが、中脚４１の外周に向かって台形状に切り欠かれた翼状の形状を有する。

ボビン３は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示したように、巻軸１００と共通の円筒軸を有する中空円筒状の巻軸部３２の下方に端子台３１が一体的に形成されてなる。巻軸部３２の前後両端側にはフランジ３３が形成されている。端子台３１には、前方と後方とに、それぞれ８本ずつ、合計１６本の端子６が取り付けられている。端子台３１とフランジ３３とは、前後内方の面３４を共有し、端子台３２がフランジ３３に対して前後外方向に突出している。なお、端子台３１の下端側で、端子６が取り付けられている領域は、ボビン３の下方に形成された溝（以下、引出溝８と言うことがある）によって前方と後方とで左右に分割され、４本で一組の端子６が四箇所に分散して配置されている。

フランジ３３の前後外方の面３５には、前後方向から見て、ＰＭ型のコア部材（４ａ、４ｂ）の上縁辺に沿う庇状の部位（以下、庇部３６と言うことがある）が前後外方向に突出して形成されている。また、端子台３１の上端側は、前後方向から見ると、左右内方側がＰＭ型のコア部材（４ａ、４ｂ）の下縁辺を下支えする形状に形成されている。具体的には、巻軸部３２の下端側において、中空部３２ａの内周面３２ｂが前後外方向に突出し、端子台３１の上端３１ａに連続している。端子台３１の上端３１ａは、前後方向から見ると下に凸の弧状で、その弧の左右両端から左右外方に向かって下る傾斜面３１ｂが連続している。そして、当該傾斜面３１ｂの下端が上下方向に法線を有する平面３１ｃに連続している。また、端子台３１は、左右方向からみると、下方が前後外方向に突出する階段状になっている。そして、下段側に端子６が取り付けられている。また、上段側には、前後外方向に突出する突起部７が形成されている。

なお、端子台３１の下段の上面３１ｄには、絡げ端子６ａを案内するために、下段の前端面に開口を有して上方に開放する溝（以下、案内溝３１ｅと言うことがある）が前後内方向に向かって形成されている。この案内溝３１ｅの底には、端子台３１の下面に連絡する図示しない貫通孔が形成されており、各端子６は、直線状の線材をこの貫通孔に下方から挿通して上方に突出させた後、この上方に突出した部分を前後外方向に屈曲することでＬ字型に形成されたものである。なお、実施例に係るコイル部品１では、端子台３１の貫通孔に挿通した直線状の線材が突起部７に緩衝しないように、突起部７と案内溝３１ｅとは、上下方向で重ならないように形成されている。また、上述したように、端子台３１において、端子６が取り付けられている下段側の領域は、引出溝８によって左右に分割されている。そして、図３（Ｂ）に示したように、引出溝８の底部は、前後内方向に向かって巻軸部３１の外周面３２ｃに連続している。また、引出溝８には、自身を左右に分割する仕切部８１が形成されている。

実施例に係るコイル部品１の組立手順については、図１～図３を参照すると、まず、ボビン３の巻軸部３２に導線２１を巻回してコイル２を形成した上で、巻き始め側の引出線２２と巻き終わり側の引出線２２とを絡げ端子６ａに巻き付ける。あるいは、巻き始め側の引出線２２を所定の絡げ端子６ａに巻き付けた状態で、導線２１を巻軸部３２に巻回し、巻き終わり側の引出線２２を対応する絡げ端子６ａに取り付ける。次いで、ボビン３のフランジ３３の前後外方の面３５に接着剤を塗布し、コア部材（４ａ、４ｂ）の中脚４１をボビン３の巻軸部３２の中空部３２ａに挿通し、コア部材（４ａ、４ｂ）の前後内方向の面を、フランジ３３の前後外方向の面に接触させる。また、コア４の周囲にテープ５を巻回して、二つのコア部材（４ａ、４ｂ）を固定する。接着剤が固化すればコイル部品１が完成する。そして、以上の構成や構造を備えた実施例に係るコイル部品１では、ボビン３に形成された突起部７を利用することで、引出線２２に対するフォーミング作業をしなくても、引出線２２とコア４との接触を確実に抑止することができるようになっている。

図４に、コイル２から絡げ端子６ａまでの引出線２２の経路を示した。図４は、コイル部品１を前後方向から見たときの正面図であり、中心線２００に対して紙面左半分に、実施例に係るコイル部品１が示され、右半分にボビン１３に突起部７や端子台３１の下段側を左右に分割する引出溝８が設けられていないコイル部品（以下、比較例に係るコイル部品１１と言うことがある）が示されている。なお、図４では、ボビン（３，１３）とコイル２とが識別し易いように、ボビン（３，１３）を網点のハッチングで示している。また、コア４を省略している。

図４に示したように、実施例に係るコイル部品１では、引出線２２が、ボビン３に形成された突起部７の下方を経由して絡げ端子６ａまで案内されている。それによって、引出線２２が上方へ湾曲した形状であっても、引出線２２が突起部７の下端に接し、引出線２２が、コア４が配置される領域にまで逸脱することがない。あるいは、引出線２２を絡げ端子６ａに取り付けたり、絡げ端子６ａに取り付けた引出線２２を巻軸部２２に案内したりする過程で引出線２２を突起部７の下縁辺に当接させれば、フォーミング作業を行うことなく、引出線２２がコア部材（４ａ、４ｂ）に接触しない形状に整形される。

一方、比較例に係るコイル部品１１では、ボビン１３に突起部７が形成されていないため、図中点線で示したように、引出線２２ａを直接絡げ端子６ａに接続させようとすると、引出線２２ａがコアに接触する可能性がある。そこで、図中実線で示したように、フォーミング作業により、引出線２２ａに癖を付け、引出線２２ｂがコア４に接触しないようにしている。

また、実施例に係るコイル部品１は、端子台３１の下端側に、巻軸部３２の外周面３２ｃの位置まで切り欠いた引出溝８が形成されている。そのため、巻き始め側の引出線２２が、絡げ端子６ａからフランジ３３の縁を跨ぐことなく巻軸部３２の外周面３２ｃにまで案内される。そのため、コイル２の導線２１を巻軸部３２に巻回していく過程で、フランジ３３の縁を跨いだ部分がフランジ３３の形状に沿うように整形されることがない。すなわち、導線２１が整形されることで引出線２２がコイル２側に引っ張られることがない。

一方、引出溝８がない比較例に係るコイル部品１１では、巻き始め側の引出線２２ｂが、フランジ３３の縁を跨ぐため、導線２１を巻軸部３２に巻回していく過程で、巻き始め側の引出線２２ｂがフランジ３３の形状に沿うように整形され、引出線２２ｂが巻軸側へ引っ張られる。そのため、引出線（２２ａ、２２ｂ）が短くなり、引出線２２ｂが絡げ端子６ａに届かなくなる可能性がある。引出線２２ｂが確実に絡げ端子６ａに届くように引出線２２ｂを長めに引き出しておけば、導線２１の余長部分を切断する作業が必要となる。また、余長部分の導線２１が無駄になる。導線２１を巻軸部３２に巻回する前に、巻き始め側の引出線２２ｂを絡げ端子６ａに取り付けておく場合には、導線２１を巻軸部３２に巻回していく過程で、引出線２２ｂの部分に強い張力が掛かり、導線２１が切断したり、絡げ端子６ａに取り付けた引出線２２ｂが脱落したりする可能性がある。なお、比較例に係るコイル部品１１のボビン１３に、引出溝８を設けた場合では、図中鎖線で示したようにコア４と引出線２２ｃとが接触する可能性があることからフォーミング作業が必要となる。また、フォーミング作業に際して引出線２２ｃが引っ張られるため、導線２１に余長部分が必要になったり、引出線２２ｃの断線や絡げ端子からの脱落などが生じたりする。

このように、実施例に係るコイル部品１では、ボビン３に形成された突起部７により、フォーミング作業を行わなくても、コア４と引出線２２との接触を確実に抑止することができる。また、ボビン３には、巻軸部３２の外周面３２ｃの位置にまで及ぶ深い引出溝８が形成されて、引出線２２に余長部分を設けたり、絡げ端子６ａに取り付けた引出線２２の切断や脱落が発生したりすることがない。さらに、実施例に係るコイル部品１では、引出溝８を左右に分割する仕切部８１が形成されている。それによって、左側および右側のそれぞれの絡げ端子６ａに取り付ける引出線２２同士の接触も抑止することができる。

＜コアの接着について＞
上述したように、実施例に係るコイル部品１は、接着剤によってコア部材（４ａ、４ｂ）がボビン３のフランジ３３に接着されている。そして、従来のコイル部品では、ボビン３とコア部材（４ａ、４ｂ）とを接着する工程において、コイル部品の上下方向を鉛直方向に一致させた状態で、フランジ３３の前後外方の面３５に接着剤を塗布した場合、フランジ３３の前後外方の面３５に塗布した接着剤が、鉛直下方に垂れ、コア部材（４ａ、４ｂ）の中脚４１に付着する可能性があった。

接着剤は、固化する際に発熱するため、コア部材（４ａ、４ｂ）やボビン３は、接着剤が固化する際の温度上昇とその後の冷却に際し、膨張したり収縮したりする。ボビン３の巻軸部３２にコア部材（４ａ、４ｂ）の中脚４１が嵌め込まれている場合など、巻軸部３２の内周面３２ｂと中脚４１の外周面との間に遊びが少ない場合では、中脚４１に付着した接着剤が固化する際に、コア部材（４ａ、４ｂ）を構成するフェライト材料と、ボビン３を構成する樹脂材料との熱膨張係数の違いによりコア部材（４ａ、４ｂ）やボビン３が破損する可能性がある。そのため、従来のコイル部品では、コア部材（４ａ、４ｂ）をフランジ３３の前後外方の面３５に接着する工程に際し、接着剤の量や塗布位置を厳しく管理する必要があった。

しかし、実施例に係るコイル部品１では、図２～図４に示したように、フランジ３３の前後外方の面３５に、接着剤の垂れを抑止するための溝（以下、接着剤滞留溝９と言うことがある）が、前後方向から見て巻軸部３２の周囲を取り囲むように形成されている。本実施例では、フランジ３３の前後が異方の面に形成された上記庇部３６と、端子台３１において上端３１ａから左右方向に下る斜面３２ｂとの間に左右対称となるように、巻軸１００と同心となる複数の弧状の接着剤滞留溝９が形成されている。そして、コア部材（４ａ、４ｂ）をフランジ３３の前後外方の面３５に接着する際には、接着剤をこの接着剤滞留溝９の内側に塗布することとしている。それによって、実施例に係るコイル部品１では、接着剤が接着剤滞留溝９の内方に留まり、接着剤がコア部材（４ａ、４ｂ）の中脚４１に付着することがない。すなわち、実施例に係るコイル部品１は、接着剤が固化する際の熱に起因するコア部材（４ａ、４ｂ）やボビン３の破損を抑止できるものとなっている。

＝＝＝その他の実施例＝＝＝
上記実施例に係るコイル部品１のコア部材（４ａ、４ｂ）は、ＰＭ型に限らず、前後方向から見て、上縁辺と下縁辺とに台形状の切欠が形成されたＰＱ型、あるいは矩形の下縁辺のみが台形状に切り欠かれた形状のものであってもよい。切欠がないＥ型などであってもよい。

１，１１コイル部品、２コイル、３，１３ボビン、４コア、
４ａ，４ｂコア部材、５テープ、６端子、６ａ絡げ端子、６ｂ実装用端子、
２１導線、２２，２２ａ～２２ｃ引出線、３１端子台、３１ａ端子台の上端、
３２巻軸部、３２ａ中空部、３２ｂ中空部の内面、３３フランジ、
３４端子台とフランジの前後内方の面、４１中脚、４２外脚、８引出溝、
８１仕切部、９溝、３５フランジの前後外方の面、１００巻軸

Claims

互いに直交する三方向を前後方向、左右方向、上下方向として、
前後方向を巻軸として導線が巻回されてなるコイルと、中脚を備えたコアと、前記導線が巻回されるボビンと、を備えたコイル部品であって、
前記ボビンは、前後に開口を有して前記中脚が挿通される中空筒状の中空筒状の巻軸部と、当該巻軸部の下方に一体的に形成された端子台とを有し、
前記端子台は、左右方向からみると、下方が前後外方向に突出する階段状に形成され、下段側に前後外方向に突出する端子が取り付けられているとともに、上段側に前後外方向に棒状に突出する突起部を有し、
前記突起部は、前記端子が突出する位置よりも上方に形成され、
前記導線の端部は、前記突起部の下端に接しつつ、当該突起部の下方を経由して前記端子に取り付けられている、
ことを特徴とするコイル部品。
前記ボビンには、前記端子を前後外方向に案内する案内溝が形成され、
前記案内溝は、上方が開放しつつ、前記端子台の前後の端面に開口して前後内方向に延長して形成され、
前記突起部は、前記案内溝と上下方向で重複しない位置に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
前記コアは、前後方向から見て下縁辺が台形状に切り欠かれた形状を有し、
前記端子台は、その上端側が、前記コアをその下縁辺で支持する形状に形成されているとともに、左右に分割して配置され、
左右に分割して配置されている二つの前記端子台の間には、前記導線の端部を前後外方向に案内する引出溝が形成され、
前記引出溝は、前記巻軸部の外周に連続して前後外方向に延長して形成され、
前記引出溝を左右に分割する仕切部が前記巻軸部の外周位置から下方に向けて形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のコイル部品。
前記巻軸部の前後両端にフランジが形成され、
前記コアの前後内方の面と、前記フランジの前後外方の面とが接着剤によって接着され前記フランジの前後外方の面には、前後方向から見て、前記巻軸部を取り囲む接着剤滞留溝が形成されている、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のコイル部品。
互いに直交する三方向を前後方向、左右方向、上下方向として、
前後方向を巻軸として導線が巻回されてなるコイルを有するコイル部品を構成するボビンであって、
前後に開口を有する中空筒状の巻軸部と、当該巻軸部の下方に一体的に形成された端子台とを有し、
前記端子台は、左右方向からみると、下方が前後外方向に突出する階段状に形成され、下段側に前後外方向に突出する端子が取り付けられているとともに、上段側に前後外方向に棒状に突出する突起部を有し、
前記突起部は、前記端子が突出する位置よりも上方に形成されている、
ことを特徴とするボビン。