JP2008198740A - 巻線型コイル - Google Patents

Abstract

【課題】コアの鍔部とフェライト板との接合部からの磁束漏れを低減させてインダクタンスの取得効率を高めると共に、温度によるインダクタンスの変化を抑制して信頼性を向上させることができる巻線型コイルを提供する。
【解決手段】本発明の巻線型コイル１０は、巻芯部１１及びその両端に形成された一対の鍔部１２を有するフェライトコア１３と、巻芯部１１に巻回されたワイヤ１４と、ワイヤ１４の両端部がそれぞれ接続され且つ各鍔部１２にそれぞれ形成された端子電極１５と、各鍔部１２間に架設されたフェライト板１６と、を備え、各鍔部１２は上面に突起部１２Ａを有すると共にフェライト板１６は各鍔部１２の突起部１２Ａそれぞれと嵌合する貫通孔１６Ａを有し、且つ、突起部１２Ａと貫通孔１６Ａはそれぞれの嵌合する側面でのみ接着剤１７によって互いに接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、巻線型コイルに関し、更に詳しくは、安定したインダクタンスを効率良く取得することができる巻線型コイルに関するものである。

従来のこの種の巻線型コイルとしては、例えば特許文献１、２に記載されたコモンモードフィルタ等がある。特許文献１に記載の高周波用コモンモードフィルタは、例えば図６の（ａ）に示すように、巻芯部１Ａ及び鍔部１Ｂを有するコア１と、コア１の巻芯部１Ａに巻回されるワイヤ（図示せず）と、コア１の鍔部１Ｂに設けられる端子電極２と、巻芯部１Ａを跨いで両端の鍔部１Ｂの上端面に接着剤（図示せず）によって接着されるフェライト板３と、を備え、ワイヤの両端部が端子電極２に電気的に接続される。同図に示すように鍔部１Ｂの上面の中央には突起部１Ｃが形成され、コア１の長手方向外側から突起部１Ｃの両脇に側面がコ字状の端子電極２がそれぞれ装着される。この端子電極２にワイヤの端部を接続した後、天板３をエポシキ樹脂等の接着剤を介して鍔部１Ｂに接合し、コア１と一体化させている。

また、特許文献２に記載のコモンモードチョークコイルの場合には、図６の（ｂ）に示すように、軟磁性材料からなるドラムコア４両端の鍔部４Ａに電極用凸部４Ｂを設け、電極用凸部４Ｂに電極（図示せず）を設けると共に軟磁性材料よりなる外形がコの字形の帰磁路体５とドラムコア４を嵌合することにより閉磁路を形成している。尚、同図の（ｂ）において、６はコイル巻線の両端の引き出しリード部である。

特開２００５−０５６９３４ 特開平１０−１６３０２９

しかしながら、特許文献１のコモンモードフィルタは、コア１の鍔部１Ｂとフェライト板３とが接着剤で接合して、固定されているため、フェライト板３と鍔部１Ｂそれぞれの接合面の間に接着剤層分だけ磁性材料のない隙間ができ、この隙間から磁束が漏れ、インダクタンスの取得効率が低下する。また、コモンモードフィルタが実装された基板が温度変化の激しい環境下で使用されると、コア１とフェライト板３とを接合する接着剤が温度によって伸縮し、これら両者間の隙間が変化するため、温度変化に伴ってインダクタンスの取得効率が変化し、信頼性が低下する。

また、特許文献２のコモンモードチョークコイルの場合にも、ドラムコア４の鍔部４Ａとコ字形の帰磁路体５とを接着剤によって接着して接合しているため、特許文献１の場合と同様に磁束漏れを生じる。この特許文献２には鍔部４Ａと帰磁路体５との接合部の空隙を最小限にすることが記載されているが、空隙を最小限に抑制すると、インダクタンスの変化を抑制することができるが、接着剤によるドラムコア４と帰磁路体５との接合強度が低下するため、機械的強度が低下して信頼性が低下する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、コアの鍔部とフェライト板との接合部からの磁束漏れを低減させてインダクタンスの取得効率を高めると共に、温度によるインダクタンスの変化を抑制して信頼性を向上させることができる巻線型コイルを提供することを目的としている。

本発明の請求項１に記載の巻線型コイルは、巻芯部及びその両端に形成された一対の鍔部を有するコアと、上記巻芯部に巻回された巻線と、上記巻線の両端部がそれぞれ接続され且つ上記各鍔部にそれぞれ形成された端子電極と、上記各鍔部間に架設された磁性材料からなる天板と、を備えた巻線型コイル部品において、上記各鍔部と上記天板は、それぞれが互いに嵌合する嵌合部を有し、且つ、上記嵌合部の側面でのみ互いに接着剤によって接合されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の巻線型コイルは、巻芯部及びその両端に形成された一対の鍔部を有するコアと、上記巻芯部に巻回された巻線と、上記巻線の両端部がそれぞれ接続され且つ上記各鍔部にそれぞれ形成された端子電極と、上記各鍔部間に架設された天板と、を備えた巻線型コイル部品において、上記各鍔部は上端面に突起部を有すると共に上記天板は上記鍔部の突起部と嵌合する貫通孔を有し、且つ、上記各鍔部の突起部と上記天板の貫通孔はそれぞれの嵌合する側面でのみ接着剤によって互いに接合されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載の巻線型コイルは、巻芯部及びその両端に形成された一対の鍔部を有するコアと、上記巻芯部に巻回された巻線と、上記巻線の両端部がそれぞれ接続され且つ上記各鍔部にそれぞれ形成された端子電極と、上記各鍔部間に架設された天板と、を備えた巻線型コイル部品において、上記各鍔部は上端面に突起部及び／または凹部を有すると共に上記天板は上記鍔部の突起部及び／または凹部と嵌合する凹部及び／または突起部を有し、且つ、上記嵌合部の側面でのみ互いに接着剤によって接合されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載の巻線型コイルは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記嵌合部の側面の接着剤による接合面積は、上記鍔部の上端面の面積以上の大きさに形成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、コアの鍔部とフェライト板との接合部からの磁束漏れを低減させてインダクタンスの取得効率を高めると共に、温度によるインダクタンスの変化を抑制して信頼性を向上させることができる巻線型コイルを提供することができる。

以下、図１〜図５に示す実施形態に基づいて本発明について説明する。尚、各図中、図１の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の巻線型コイルの一実施形態を示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は軸芯方向の断面図、図２の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示す巻線型コイルの接合強度を説明するための説明図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はフェライコアの軸芯方向の断面図、図３は図１に示す巻線型コイルにおいて、フェライコアに天板を装着する状態を示す横方向の断面図、図４は本発明の巻線型コイルの他の実施形態を示す図で、図３に相当する断面図、図５は本発明の巻線型コイルの更に他の実施形態を示す図で、図３に相当する断面図である。

第１の実施形態
本実施形態の巻線型コイル１０は、例えば図１の（ａ）、（ｂ）に示すように、巻芯部１１及びその両端に形成された鍔部１２を有するフェライトコア１３と、フェライトコア１３の巻芯部１１に巻回された巻線（以下、「ワイヤ」と称す。）１４と、両方の鍔部１２の下面に設けられ且つワイヤ１４の端部が接続された端子電極１５と、巻芯部１１を長手方向に跨いでその両端の鍔部１１Ｂの上面に接合された磁性材料からなる天板（フェライト板）１６と、を備えている。ワイヤ１４は、絶縁皮膜が表面に施され、その直径が例えば２０〜１５０μｍ程度に形成されている。また、端子電極１５の材料は、電極として用いられる金属であれば特に制限されないが、例えば銀、ニッケル、銅及び錫の合金によって形成されている

各鍔部１２のフェライト板１６側の面（以下、「上面」と称す。）の中央には図１の（ａ）、（ｂ）に示すように突起部１２Ａがそれぞれ形成され、これらの突起部１２Ａはいずれもフェライト板１６に形成された貫通孔１６Ａと嵌合している。左右の突起部１２Ａは同一であるため、一方の突起部１２Ａについて説明する。この突起部１２Ａは、同図に示すように上面が鍔部１２より縮小した大きさの細長形状に形成されている。突起部１２Ａの高さはフェライト板１６の厚さと実質的に同一寸法に形成され、その上面はフェライト板１６の上面と段差のない平坦面として形成されている。突起部１２Ａの側面は、鍔部１２の上面に対して垂直に形成されている。

また、鍔部１２の突起部１２Ａとフェライト板１６の貫通孔１６Ａは上述のように互いに嵌合し、嵌合部の全側面においてエポキシ系樹脂等の熱硬化性の接着剤１７を介して互いに接合され、フェライトコア１３とフェライト板１６とが一体化している。従って、従来のようにフェライト板１６の下面と鍔部１２Ａの両脇の上面との間には接着剤が介在することなく、フェライトコア１３とフェライト板１６とが直に磁気的に接合されている。

つまり、フェライコア１３とフェライト板１６は、鍔部１２の突起部１２Ａとフェライト板１６の貫通孔１６Ａの嵌合部の全側面のみにおいて接着剤１７によって接合されて一体化し、鍔部１２とフェライト板１６の水平方向の接合面が直に接合されて磁気的に一体化しているため、磁気的に一体化した部分における磁束漏れを低減して磁束が効率良く周り、実効透磁率を高めることができ、インダクタンスの取得効率を高めることができる。また、このように鍔部１２とフェライト板１６の水平方向の接合面には接着剤が介在しないため、巻線型コイル１０が温度変化の激しい環境下にあっても、鍔部１２とフェライト板１６とが常に直に接触していて鍔部１２とフェライト板１６間の隙間が変化せず、温度によるインダクタンスの変化を抑制することができ、実装時の信頼性を向上させることができる。

次に、フェライコア１３とフェライト板１６との接合強度について図２の（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。フェライトコア１３とフェライト板１６は、上述したように突起部１２Ａの全側面とフェライト板１６の全内周面のみが接着剤１７によって接合されて一体化し、その他の接合部分には接着剤が一切使用されていない。ここで、図２の（ａ）に示すように突起部１２Ａの各辺の長さをｃ、ｄとし、突起部１２Ａの高さをｅとすると、突起部１２Ａの全側面の面積、即ちフェライトコア１３とフェライト板１６の接合面積Ｓ１は｛（ｃ＋ｄ）×ｅ｝×２となる。

これに対して、従来の巻線型コイルは、各鍔部の上面全面がフェライト板と接合されている。鍔部上面の面積は、図２の（ａ）に示すようにａ×ｂであり、これがフェライト板との接合面積Ｓ２になる。

そこで、本実施形態の巻線型コイル１０の接合面積を従来の巻線型コイルの接合面積の大きさより大きく設定することによって、つまりＳ１＞Ｓ２に設定することによって、巻線型コイル１０の接合強度を従来のものよりも高めることができ、フェライトコア１３とフェライト板１６が巻線型コイル１０として強固に一体化し、機械的強度及び熱応力に対する耐性を向上させることができ、信頼性を更に高めることができる。

巻線型コイル１０を組み立てる場合には、従来公知の手法によってフェライトコア１３の巻芯部１１に所定のワイヤ１４を所定の巻数だけ巻回し、ワイヤ１４の端部を端子電極１５に電気的に接続する。その後、図３に示すように各鍔部１２の突起部１２Ａに対してディップ工法等の手法によって接着剤１７を塗布した後、各鍔部１２の突起部１２Ａとフェライト板１６の貫通孔１６Ａの位置合わせを行い、各突起部１２Ａと貫通孔１６Ａとを嵌合してフェライトコア１３とフェライト板１６とを一体化する。引き続き、一体化したフェライトコア１３とフェライト板１６を熱処理して接着剤１７を硬化させることにより各鍔部１２とフェライト板１６を接合して一体化する。

これにより、フェライトコア１３とフェライト板１６は、左右の突起部１２Ａの全側面と貫通孔１６Ａの全内周面が接着剤１７によって強固に一体化すると共に、その他の部分は接着剤を介することなく直に接触してフェライトコア１３とフェライト板１６とが磁気的に接合されるため、各鍔部１２とフェライト板１６の接合部からの磁束漏れが防止されて磁束が効率良く周り、実効透磁率が高くなってインダクタンスの取得効率を高めることができる。また、各鍔部１２とフェライト板１６の水平面は直に接触し、接着剤が介在しないため、従来のような温度変化による接着剤の伸縮がなく、鍔部１２とフェライト板１６が常に安定的に磁気的に結合されているため、温度変化の激しい環境下でもインダクタンスの変化を抑制あるいは防止することができ、信頼性を向上させることができる。

以上説明したように本実施形態によれば、各鍔部１２は上面に突起部１２Ａを有すると共にフェライト板１６は各鍔部１２の突起部１２Ａそれぞれと嵌合する貫通孔１６Ａを有し、且つ、突起部１２Ａと貫通孔１６Ａはそれぞれの嵌合する側面でのみ接着剤１７によって互いに接合されているため、フェライトコア１３の鍔部１２Ａとフェライト板１６の下面とが直に接触して磁気的に結合されて一体化し、この部分からの磁束漏れを低減させて実効透磁率を向上させてインダクタンスの取得効率を高めると共に、温度によるインダクタンスの変化を抑制して信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、鍔部１２とフェライト板１６の嵌合部の側面の接着剤による接合面積Ｓ１は、鍔部１２の上面の面積Ｓ２以上の大きさに形成されているため、フェライトコア１３とフェライト板１６との接合強度を高めることができ、機械的強度及び熱応力耐性を向上させることができる。

第２の実施形態
本実施形態では、図４に示すように第１の実施形態におけるフェライト板１６の貫通孔に代えて凹部１６Ｂを鍔部１２側に設けると共に、凹部１６Ｂと嵌合する突起部１２Ａを左右の鍔部１２の上面に設けたこと以外は、第１の実施形態と準じて構成されている。

鍔部１２の突起部１２Ａの高さは、フェライト板１６の凹部１６Ｂの深さと実質的に同一寸法に形成されている。そして、突起部１２Ａの全側面と凹部１６Ｂの全内周面のみが接着剤１７によって接合されており、突起部１２Ａの上面と凹部１６Ｂの底面とが直に接触している。従って、鍔部１２の突起部１２Ａの両脇の上面とフェライト板１６とは直に接触して磁気的に結合されて一体化し、また、突起部１２Ａの上面と凹部１６Ｂの底面とも直に接触して磁気的に一体化しているため、本実施形態においても第１の実施形態と同様に作用効果を期することができる。

第３の実施形態
本実施形態では、図５に示すように第２の実施形態におけるフェライト板１６の凹部１６Ｂと鍔部１２の突起部１２Ａとの関係が逆になっていること以外は、第２の実施形態と準じて構成されている。

即ち、鍔部１２の上面には第２の実施形態の突起部１２Ａに代えて凹部１２Ｂが形成され、フェライト板１６には鍔部１２の凹部１２Ｂに対応する突起部１６Ｃが形成されている。鍔部１２の凹部１２Ｂの深さと突起部１６Ｃの高さは実質的に同一寸法に形成されている。そして、凹部１２Ｂの全内周面と突起部１６Ｃの全側面のみが接着剤１７によって接合されており、凹部１２Ｂの底面と突起部１６Ｃの下面とが直に接触している。従って、鍔部１２の凹部１２Ｂの両脇の上面とフェライト板１６とは直に接触して磁気的に一体化し、また、凹部１２Ｂの底面と突起部１６Ｃの下面とも直に接触して磁気的に一体化しているため、本実施形態においても第１の実施形態と同様に作用効果を期することができる。

尚、本発明は上記各実施形態に何等制限されるものではない。例えば上記各実施形態では、鍔部１２の上面の中央に細長形状の突起部１２Ａまたは凹部１２Ｂを設けた場合について説明したが、これらの突起部または凹部は複数箇所に分散させて設けても良く、また、突起部と凹部を混在させて設けても良い。この場合には天板には鍔部の突起部及び／または凹部に対応する凹部及び／または突起部を設ければ良い。また、コアと天板との接合強度が確保できるのであれば、嵌合部の全側面を部分的に接着剤によって接合することもできる。要は、本発明では、如何なる場合であっても鍔部と天板の嵌合部の側面のみにおいて接着剤によって接合されており、鍔部及び天板の水平方向の接合面は直に接触して接着剤が介在しない構造になっている。

本発明は、電子機器や通信機器等に使用される巻線型コイルに好適に利用することができる。

（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の巻線型コイルの一実施形態を示す図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は軸芯方向の断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１に示す巻線型コイルの接合強度を説明するための説明図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はコアの横方向の断面図である。 図１に示す巻線型コイルにおいて、コアにフェライト板を装着する状態を示す軸芯方向の断面図である。 本発明の巻線型コイルの他の実施形態を示す図で、図３に相当する断面図である。 本発明の巻線型コイルの更に他の実施形態を示す図で、図３に相当する断面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ従来の巻線型コイルを示す斜視図である。

符号の説明

１０ 巻線型コイル
１１ 巻芯部
１２ 鍔部
１２Ａ 突起部
１２Ｂ 凹部
１３ フェライトコア
１４ ワイヤ
１５ 端子電極
１６ フェライト板
１６Ａ 貫通孔
１６Ｂ 凹部
１６Ｃ 突起部

Claims (4)

1. 巻芯部及びその両端に形成された一対の鍔部を有するコアと、上記巻芯部に巻回された巻線と、上記巻線の両端部がそれぞれ接続され且つ上記各鍔部にそれぞれ形成された端子電極と、上記各鍔部間に架設された天板と、を備えた巻線型コイル部品において、上記各鍔部と上記天板は、それぞれが互いに嵌合する嵌合部を有し、且つ、上記嵌合部の側面でのみ互いに接着剤によって接合されていることを特徴とする巻線型コイル部品。
2. 巻芯部及びその両端に形成された一対の鍔部を有するコアと、上記巻芯部に巻回された巻線と、上記巻線の両端部がそれぞれ接続され且つ上記各鍔部にそれぞれ形成された端子電極と、上記各鍔部間に架設された天板と、を備えた巻線型コイル部品において、上記各鍔部は上端面に突起部を有すると共に上記天板は上記鍔部の突起部と嵌合する貫通孔を有し、且つ、上記各鍔部の突起部と上記天板の貫通孔はそれぞれの嵌合する側面でのみ接着剤によって互いに接合されていることを特徴とする巻線型コイル部品。
3. 巻芯部及びその両端に形成された一対の鍔部を有するコアと、上記巻芯部に巻回された巻線と、上記巻線の両端部がそれぞれ接続され且つ上記各鍔部にそれぞれ形成された端子電極と、上記各鍔部間に架設された天板と、を備えた巻線型コイル部品において、上記各鍔部は上端面に突起部及び／または凹部を有すると共に上記天板は上記鍔部の突起部及び／または凹部と嵌合する凹部及び／または突起部を有し、且つ、上記嵌合部の側面でのみ互いに接着剤によって接合されていることを特徴とする巻線型コイル部品。
4. 上記嵌合部の側面の接着剤による接合面積は、上記鍔部の上端面の面積以上の大きさに形成されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の巻線型コイル部品。

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