JP2013219088A

JP2013219088A - 巻線型コイル

Info

Publication number: JP2013219088A
Application number: JP2012085763A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Baba; 恒馬場; Takahiro Shiobara; 隆弘塩原
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2013-10-24

Abstract

【課題】目標Ｌ値に設定しやすく製品ごとのＬ値のばらつきを抑制することも容易な巻線型コイルを提供すること。
【解決手段】巻線型コイル１は、巻芯部２１の長手方向両端に鍔部２２を有するコア２と、各鍔部２２に設けられた電極４と、巻芯部２１にコイル状に巻回された導線３とを備えており、導線３の一対の引出し線部３１が一対の電極４に固着されている。導線３の各引出し線部３１を除くコイル部３２は、両端部が密巻き部分３２ａ，３２ｂでその間に粗巻き部分３２ｃを介在させている。一方の引出し線部３１は密巻き部分３２ａと連続しており、他方の引出し線部３１は密巻き部分３２ｂと連続している。粗巻き部分３２ｃの巻き幅を調整することで密巻き部分３２ａ，３２ｂの巻き幅を調整できるため、引出し線部３１は短くしてある。
【選択図】図２

Description

本発明は、チップインダクタとして好適な面実装タイプの巻線型コイルに関する。

チップインダクタとして使用される巻線型コイルは、アルミナ等からなるコアに導線を所定ターン数巻回してなるコイル部を有し、この導線の引出し線部（巻き始め端部と巻き終わり端部）が、コアの鍔部に設けられた電極に固着されている。この種の巻線型コイルは、実装基板の対応するランド上にコアの鍔部を搭載した状態で、該鍔部に存する電極と該ランドとを半田付け等で電気的且つ機械的に接続することにより、面実装されるようになっている。

一般的に、この種の巻線型コイルにおいては、コアの四角柱状の巻芯部に導線を密に巻回してコイル部となしており、このコイル部の両端と電極とを繋ぐ一対の引出し線部の巻き幅（軸線方向に沿う長さ）を調整することによって、目標のＬ値（インダクタンス値）に設定するのに必要なコイル部の巻き幅の調整を行っている。しかしながら、導線の引出し線部は、比較的コアに締結させにくい巻き始め端部や巻き終わり端部であることに加え、コアの軸線方向と直交する平面に対して大きく傾斜する向きに巻かれる部分なので、この引出し線部には位置ずれや巻き弛みが発生しやすい。そのため、目標Ｌ値が小さいチップインダクタ等の巻線型コイルを製造する際に、導線の引出し線部の位置ずれや巻き弛みによってコイル部の巻き幅がばらついて、安定したＬ値に設定しにくいという不具合があった。

このような不具合を解消するために、図４に示すように、目標Ｌ値に設定しやすく製品ごとのＬ値のばらつきも抑制できるようにした巻線型コイルが従来より提案されている（例えば、特許文献１参照）。図４に示すように、この巻線型コイル１０は、四角柱状の巻芯部１１ａの長手方向の両端に鍔部１１ｂを有するコア１１と、両鍔部１１ｂの底面にそれぞれ設けられた電極１２と、巻芯部１１ａにコイル状に巻回された導線１３と、コア１１の天面側に付設された図示せぬコーティング層や表示シート等によって構成されており、導線１３の巻き始め端部と巻き終わり端部はそれぞれ引出し線部１４として一対の電極１２に固着されている。導線１３の各引出し線部１４を除く部分はコイル部１５であり、このコイル部１５は密巻き部分１５ａと粗巻き部分１５ｂとからなる。密巻き部分１５ａと粗巻き部分１５ｂは繋がっており、一方の電極１２に固着された引出し線部１４が密巻き部分１５ａと連続していると共に、他方の電極１２に固着された別の引出し線部１４が粗巻き部分１５ｂと連続している。

このように概略構成された巻線型コイル１０は、粗巻き部分１５ｂの巻き幅を調整することによって、目標Ｌ値に設定するために必要な密巻き部分１５ａの巻き幅を調整できるため、引出し線部１４を短く設定して位置ずれや巻き弛みを抑制することが可能である。

特開２００７−１１５７６１号公報

しかしながら、図４に示す従来の巻線型コイル１０は、引出し線部１４を短くすることはできたとしても、コア１１の巻芯部１１ａの長手方向一端側で導線１３を粗く巻回して粗巻き部分１５ｂを形成しているため、この粗巻き部分１５ｂに位置ずれや巻き弛みが発生しやすい。すなわち、導線１３の粗巻き部分１５ｂは、引出し線部１４と同様にコア１１の軸線方向と直交する平面に対して大きく傾斜する向きに巻かれるので、この粗巻き部分１５ｂは巻き始め端部や巻き終わり端部の引出し線部１４をそのまま延長したような巻回部分となってしまい、よって引出し線部１４と同様の位置ずれや巻き弛みを起こす可能性がある。それゆえ、特許文献１に開示された従来の巻線型コイル１０は、Ｌ値のばらつきを抑制する効果が低いという問題があった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、目標Ｌ値に設定しやすく製品ごとのＬ値のばらつきを抑制することも容易な巻線型コイルを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、棒状の巻芯部の長手方向両端に該巻芯部よりも大径な鍔部を有するコアと、一対の前記鍔部にそれぞれ設けられた電極と、前記巻芯部にコイル状に巻回された導線とを備え、前記導線の巻き始め端部と巻き終わり端部が一対の引出し線部として一対の前記電極に固着されている巻線型コイルにおいて、前記導線のうち一対の前記引出し線部を除くコイル部が、密に巻回された複数箇所の密巻き部分と、粗く巻回された少なくとも１箇所の粗巻き部分とからなると共に、一対の前記引出し線部のうちの一方をいずれか１つの前記密巻き部分と連続させ、且つ他方を別の前記密巻き部分と連続させる構成にした。

このように導線の引出し線部（巻き始め端部や巻き終わり端部）に必ず密巻き部分を連続させ、且つ、相異なる密巻き部分の間に粗巻き部分を介在させてコイル部を構成している巻線型コイルは、粗巻き部分の巻き幅を調整することによって、目標Ｌ値に設定するのに必要な密巻き部分の巻き幅の調整を行えるため、一対の引出し線部を短くして位置ずれや巻き弛みを抑制することができる。また、コイル部の粗巻き部分は両端いずれも密巻き部分と連続しており、巻き始め端部や巻き終わり端部とは連続していないので、この粗巻き部分に位置ずれや巻き弛みが発生する可能性も低い。したがって、この巻線型コイルは、目標Ｌ値に設定することが容易であると共に、導線の位置ずれや巻き弛みに起因するＬ値のばらつきが少ない。

上記の巻線型コイルにおいて、コアの巻芯部が四角柱状であり、この巻芯部の少なくとも長手方向両端部に巻回されている２つの密巻き部分と、これら２つの密巻き部分どうしを繋ぐ１つの粗巻き部分とによって、コイル部が構成されていると、目標Ｌ値に設定するための導線の巻回作業が煩雑にならず、コアを大型化する必要もないため、チップインダクタとして好適な所望の巻線型コイルを容易に製造できる。

本発明の巻線型コイルは、導線の各引出し線部を除くコイル部が、密に巻回された複数箇所の密巻き部分と、粗く巻回された少なくとも１箇所の粗巻き部分とからなり、一対の引出し線部はいずれも密巻き部分と連続させてあるので、これら一対の引出し線部を短くして位置ずれや巻き弛みを抑制することができる。また、密巻き部分の間に形成されている粗巻き部分に位置ずれや巻き弛みが発生する可能性は低く、この粗巻き部分の巻き幅を調整することによって密巻き部分の巻き幅の調整が行える。すなわち、この巻線型コイルは、目標Ｌ値に設定することが容易であると共に、導線の位置ずれや巻き弛みに起因するＬ値のばらつきが少ない。したがって、Ｌ値の安定した巻線型コイルを高い歩留まりで製造できるようになる。

本発明の実施形態例に係る巻線型コイルの外観図である。図１の巻線型コイルを一部省略して示す側面図である。図２の巻線型コイルと比較例のＬ値のばらつきを示すヒストグラムである。従来例に係る巻線型コイルの側面図である。

以下、発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。まず、図１の外観図と図２の側面図を参照しながら、本発明の実施形態例に係る巻線型コイルの構成について説明する。

図１と図２に示す巻線型コイル１は面実装タイプのチップインダクタであり、この巻線型コイル１は、巻芯部２１の長手方向両端に鍔部２２を有するコア２と、両鍔部２２の底面にそれぞれ設けられた電極４と、巻芯部２１にコイル状に巻回されて巻き始め端部と巻き終わり端部が一対の引出し線部３１として一対の電極４に固着された導線３と、巻芯部２１の天面側で導線３を覆うように塗着されたコーティング層５と、コア２の天面に貼着された表示シート６とによって主に構成されている。ただし、図２において、コーティング層５と表示シート６は図示省略してある。この巻線型コイル１は、導線３の各引出し線部３１を除く部分がコイル部３２となっている。コイル部３２は、２つの密巻き部分３２ａ，３２ｂと、両密巻き部分３２ａ，３２ｂ間に介在する１つの粗巻き部分３２ｃとからなる。そして、コイル部３２の一端側の密巻き部分３２ａが一方の引出し線部３１と連続し、コイル部３２の他端側の密巻き部分３２ｂが他方の引出し線部３１と連続している。

コア２は、フェライトやアルミナ等のセラミック材料を側面視Ｈ字形状（図２参照）に成形したものである。コア２の巻芯部２１は四角柱状であり、コア２の両端の鍔部２２は巻芯部２１よりも大径である。各鍔部２２の底面は図示せぬ実装基板と対向する面であり、この底面に設けられた電極４を実装基板の対応するランドに半田付けして巻線型コイル１は面実装される。電極４は、ＡｇやＡｇ−Ｐｄ等の電極層にニッケルめっきや半田めっきを施して形成されている。

導線３はポリウレタン被覆電線などからなる。この導線３は図示せぬ専用の機械によってコア２の巻芯部２１に巻回され、導線３の始端と終端（いずれも引出し線部３１の端に相当）がそれぞれ電極４に半田などによって固着される。コイル部３２のうち密巻き部分３２ａ，３２ｂでは、導線３がコア２の軸線方向とほぼ直交する向きに巻かれていると共に、隣り合う導線３どうしが接触または略接触するような狭ピッチで密に巻かれている。しかるに、コイル部３２の粗巻き部分３２ｃでは、導線３がコア２の軸線方向と直交する平面に対して大きく傾斜する向きに巻かれていると共に、隣り合う導線３どうしが大きく離れた広いピッチで粗く巻かれている。コイル部３２は、一端側の密巻き部分３２ａと他端側の密巻き部分３２ｂとを粗巻き部分３２ｃで繋いだコイル状に形成されている。そして、粗巻き部分３２ｃの巻き幅を調整することによって密巻き部分３２ａ，３２ｂの巻き幅を調整しているため、引出し線部３１は短くしてある。そのため、図２に示すように、コイル部３２の両端が鍔部２２のすぐ近く（巻芯部２１の長手方向両端近傍）に位置している。

コーティング層５はエポキシ樹脂系やアクリル樹脂系などの接着剤材料からなり、巻芯部２１の天面側に塗着されてコイル部３２を保護している。また、巻線型コイル１のＬ値などを表示する表示シート６は、コーティング層５の接着力を利用してコア２の天面側に貼着されている。

図３（ａ）は、目標Ｌ値を２５２．６８２ｎＨ（ナノヘンリー）に設定した巻線型コイル１を多数製造したうえで、１００個をサンプリングしてＬ値のばらつきを測定した結果を示すヒストグラムである。巻線型コイル１の１００個のサンプルの実際のＬ値の平均は２５２．９３９ｎＨ（ΔＬ＝０．１０％）であり、標準偏差σは０．３３３であった。したがって、工程管理で広く採用されている３σは１．００となる。

また、図３（ｂ）は、同じく目標Ｌ値を２５２．６８２ｎＨに設定して製造した比較例の巻線型コイルを１００個サンプリングして、Ｌ値のばらつきを測定した結果を示すヒストグラムである。この比較例は、コイル部の一端側が粗巻き部分で他端側が密巻き部分である従来構造の巻線型コイル（図４参照）であり、その１００個のサンプルの実際のＬ値の平均は２５２．２８５ｎＨ（ΔＬ＝０．１６％）であった。また、標準偏差σは０．５４８であり、３σは１．６４となった。

これらの測定結果から明らかなように、本実施形態例に係る巻線型コイル１を比較例と比べた場合、巻線型コイル１では実際のＬ値の平均が目標Ｌ値に近く、しかも製品ごとのＬ値のばらつきが非常に少なくなっている。したがって、Ｌ値の安定した巻線型コイル１を高い歩留まりで製造できることが確認できた。

以上説明したように、本実施形態例に係る巻線型コイル１のコイル部３２は、一方の引出し線部３１に連続する密巻き部分３２ａと他方の引出し線部３１に連続する密巻き部分３２ｂとの間を粗巻き部分３２ｃで繋いだコイル状に形成されており、粗巻き部分３２ｃの巻き幅を調整することによって、目標Ｌ値に設定するために必要な密巻き部分３２ａ，３２ｂの巻き幅を調整することができる。そのため、この巻線型コイル１では、一対の引出し線部３１を短くすることで位置ずれや巻き弛みを抑制している。また、コイル部３２の粗巻き部分３２ｃは、密巻き部分３２ａ，３２ｂ間に介在して巻き始め端部や巻き終わり端部と連続していないので、この粗巻き部分３２ｃに位置ずれや巻き弛みが発生する可能性も低い。すなわち、この巻線型コイル１は、目標Ｌ値に設定することが容易であると共に、導線３の位置ずれや巻き弛みに起因するＬ値のばらつきが少ない。したがって、Ｌ値の安定した巻線型コイル１を高い歩留まりで製造できるようになり、信頼性向上とコストダウンが期待できる。

また、本実施形態例において、コイル部３２は、両端部の密巻き部分３２ａ，３２ｂとその間に介在する１つの粗巻き部分３２ｃとからなる単純な構成なので、コア２が小型であっても、目標Ｌ値に設定するための導線３の巻回作業が煩雑にならない。それゆえ、チップインダクタとして好適な所望の巻線型コイル１を容易に製造することができる。

ただし、コイル部は両端部が密巻き部分でありさえすれば、その内側に２つ以上の粗巻き部分や別の密巻き部分を介在させる構成であっても良い。例えば、両端部の密巻き部分の内側にそれぞれ粗巻き部分を連続させ、これら２つの粗巻き部分の間に別の密巻き部分を介在させてコイル部を構成した場合にも、上記の実施形態例とほぼ同様の効果が期待できる。

１巻線型コイル
２コア
３導線
４電極
２１巻芯部
２２鍔部
３１引出し線部
３２コイル部
３２ａ，３２ｂ密巻き部分
３２ｃ粗巻き部分

Claims

棒状の巻芯部の長手方向両端に該巻芯部よりも大径な鍔部を有するコアと、一対の前記鍔部にそれぞれ設けられた電極と、前記巻芯部にコイル状に巻回された導線とを備え、前記導線の巻き始め端部と巻き終わり端部が一対の引出し線部として一対の前記電極に固着されている巻線型コイルにおいて、
前記導線のうち一対の前記引出し線部を除くコイル部が、密に巻回された複数箇所の密巻き部分と、粗く巻回された少なくとも１箇所の粗巻き部分とからなると共に、一対の前記引出し線部のうちの一方をいずれか１つの前記密巻き部分と連続させ、且つ他方を別の前記密巻き部分と連続させたことを特徴とする巻線型コイル。
請求項１の記載において、前記巻芯部が四角柱状であり、この巻芯部の少なくとも長手方向両端部に巻回されている２つの前記密巻き部分と、これら２つの密巻き部分どうしを繋ぐ１つの前記粗巻き部分とによって、前記コイル部が構成されていることを特徴とする巻線型コイル。