JP2014132630A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】形状が大型化しても、耐振性に優れたコイル部品を提供することを目的とするものである。
【解決手段】コイル電極１１を埋設する磁性体からなる外装体１２を有し、コイル電極１１の両端部は、ともに外装体１２の第１の側面１２ａから引き出され、この引き出された部分から外装体１２の底面１２ｂに向かって折り曲げられ、さらに底面１２ｂおよび第１の側面１２ａとは反対側の第２の側面１２ｃに沿って折り曲げられ、外装体１２の天面１２ｄに設けられた切欠き部１３に向かって折り曲げて係止させることによって外部電極１４を形成したものであり、底面１２ｂの外部電極１４が重なる部分に凹部１５が設けられており、外部電極１４が凹部１５に向かって曲げられているものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、各種電子機器に用いられるコイル部品の中でも特に大電流用途に用いられるコイル部品に関するものである。

近年自動車のエンジン近傍のＤＣ／ＤＣコンバータ回路部等に用いられるコイル部品では、大電流用途に用いられるものが多くなってきている。大電流に対応しようとすると形状が大型化してくるため、特に自動車用途では耐振性が課題となってくる。

図１３は従来のコイル部品を実装基板に実装した時の側面から見た断面図を示したもので、この図１３に示すように、従来のコイル部品は、コイル部１を磁心２となる磁性材料粉末と絶縁性の結合剤を混合したもので覆って加圧成形し、コイル部１に電気的に接続された端子部３を磁心２の側面から底面に沿って折曲加工してコイル部品を得、これを実装基板４に半田５を用いて半田付けしていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００５−３１０８６８号公報

上記従来の構成では、形状が大きく、特に高さが高くなってくると、振動が加わった場合、半田付けしている部分に大きなストレスが加わるため、端子電極または半田付け部分が劣化する可能性がある。本発明は、形状が大きくなっても耐振性に優れたコイル部品を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために、コイル電極と、このコイル電極を埋設する磁性体からなる外装体とを有し、コイル電極の両端部は、ともに外装体の第１の側面から引き出され、この引き出された部分から外装体の底面に向かって折り曲げられ、さらに底面および第１の側面とは反対側の第２の側面に沿って折り曲げられ、外装体の天面に設けられた切欠き部に向かって折り曲げて係止させることによって外部電極を形成したものであり、底面の外部電極が重なる部分に凹部が設けられており、外部電極が凹部に向かって曲げられているようにしたものである。

上記構成により、底面の端から端まで外部電極が形成され、外部電極が凹部に向かって曲げられていることにより、外装体と外部電極とが密着した状態とすることができるため、耐振性を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態におけるコイル部品の底面側斜視図 本発明の第１の実施の形態におけるコイル部品の側面図 本発明の第１の実施の形態における別のコイル部品の側面図 本発明の第１の実施の形態における別のコイル部品の側面図 本発明の第１の実施の形態における別のコイル部品の側面図 本発明の第１の実施の形態における別のコイル部品の底面側斜視図 本発明の第１の実施の形態におけるコイル部品の第１の側面を示す側面図 本発明の第２の実施の形態におけるコイル部品の底面側斜視図 本発明の第２の実施の形態におけるコイル部品の側面図 図９におけるＡ−Ａ線の断面図 図９におけるＢ−Ｂ線の断面図 本発明の第２の実施の形態におけるコイル部品の他の例を示す側面図 従来のコイル部品を実装した時の断面図

以下、本発明の第１の実施の形態におけるコイル部品について、図面を参照しながら説明する。

図１、図２において、本発明は、表面を絶縁被覆した銅からなる導線を螺旋状に巻回したコイル電極１１を、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒからなる磁性体粉に結合剤を混ぜて加圧成形することにより埋設して外装体１２を構成したコイル部品である。ここで導線は、直径約１．２ｍｍの丸線を用い、外装体１２の外形は、底面が約１３ｍｍ×１３ｍｍ、高さが約７ｍｍとなっている。

コイル電極１１の両端部は、ともに外装体１２の第１の側面１２ａから引き出され、この引き出された部分から外装体１２の底面１２ｂに向かって折り曲げられ、さらに底面１２ｂおよび第１の側面１２ａとは反対側の第２の側面１２ｃに沿って折り曲げられ、外装体１２の天面１２ｄに設けられた切欠き部１３に向かって折り曲げて係止している。外装体１２の第１の側面１２ａから引き出されたコイル電極１１の端部は、表面の絶縁被覆を除去し、第１の側面１２ａ、底面１２ｂ、第２の側面１２ｃに沿って固定されることによって、外部電極１４となっている。なお、外部電極１４となる部分は丸線をプレスすることにより、厚さ約０．５ｍｍの平板に加工されている。また、プレスするときに外部電極１４を折り曲げる位置に、同時にノッチ１６を形成しておくことが望ましい。

このように形成した場合、コイル電極１１の端部が外装体１２の天面１２ｄに設けられた切欠き部１３に向かって折り曲げられることによって、外部電極１４として固定されているが、完全に第１の側面１２ａ、底面１２ｂ、第２の側面１２ｃに沿わせることは難しく、外部電極１４と外装体１２とは、外装体１２の角部（第１の側面１２ａと底面１２ｂとが接している部分および底面１２ｂと第２の側面１２ｃとが接している部分）で点接触している状態となりやすい。

そこで、底面１２ｂの外部電極１４が重なる部分に深さ約０．６ｍｍの凹部１５を形成しておき、この凹部１５に向かって外部電極１４を曲げることにより、外部電極１４を締め付ける。このことにより外部電極１４が第１の側面１２ａ、底面１２ｂ、第２の側面１２ｃに面で接するようにすることができる。

以上のように構成することにより、このコイル部品を半田付けした場合、底面１２ｂ全体および第１の側面１２ａ、第２の側面１２ｃに密着した外部電極１４で半田付けされるため、耐振性に優れたものを得ることができる。さらに凹部１５付近により多くの半田が集まってくるため、耐振性に対してより有利なものとなっている。

なお、図２では、外部電極１４が重なる底面１２ｂの中央部分に１つの凹部１５を設けているが、これを図３のように複数個設けてもかまわない。凹部１５を設けるとその部分で外装体１２を形成している磁性体の厚さが薄くなり、磁気飽和が発生しやすくなる。特に外部電極１４が重なる底面１２ｂの中央部分ではコイル電極１１に近くなるため、この部分で磁気飽和が発生しやすい。そこで図３のように、中央部分の両側に凹部１５を設けたものである。このようにすることにより、磁性体の厚さが薄くなる部分は、コイル電極１１から遠いところになるため、磁気飽和が発生しにくくなる。さらに外部電極１４を締め付ける力も強くなる。これにより凹部１５の深さを浅くして磁気飽和がより発生しにくくなる。

また、この凹部１５は両方の外部電極１４に設けるため、１本の外部電極１４に２個の凹部１５を設けるということは、１つのコイル部品に４個の凹部１５が形成されている。すなわち以上のように凹部１５を形成したコイル部品を半田付けした場合、それぞれの凹部付近により多くの半田が集まり、回転方向の力に対して、より強いものとすることができる。

また、図４のように、外部電極１４の延伸方向に垂直な面（図４においてＡ−Ａ線の面）に対して、凹部１５の形状が非対称となるように形成してもかまわない。ここで凹部１５の深さをＨとしたときに、Ｈ／２のところで凹部１５の形状の第１の側面１２ａ側と接する接線Ｌ１、および第２の側面１２ｃ側と接する接線Ｌ２を引き、その接線Ｌ１、Ｌ２と底面１２ｂとのなす角を、図４のように、第１の側面１２ａに近い方をθ１、第２の側面１２ｃに近い方をθ２とし、θ１＜θ２となるようにしている。

このように凹部１５を形成した後、凹部１５と近似形状のパンチ（図示せず）を用いて外部電極１４を凹部１５に向かって曲げると、角度の小さいθ１側は角度の大きいθ２側よりも早く外部電極１４が外装体１２とパンチに強く挟みこまれて動かなくなり、さらにパンチを凹部１５側に押し込むとθ２側の外部電極１４を凹部１５に引き込むため、第２の側面１２ｃ側をより強く締め付けることができる。これにより、第２の側面１２ｃ側の切欠き部１３に係止した外部電極１４のスプリングバック等で生じた緩みをより矯正することができる。

また、図２、図４では、１つの凹部１５を外部電極１４が重なる底面１２ｂの中央部分に設けているが、中央部ではなく、第２の側面１２ｃに近い方に設けてもかまわない。このようにすることにより、第２の側面１２ｃ側をより強く締め付けることができる。

さらに２個の凹部１５を形成する場合、図５のようにそれぞれの凹部１５の形状を非対称にしても良い。この場合、図４のようにθ１、θ２を定義した場合、第１の側面１２ａに近い凹部１５をθ１＞θ２とし、第２の側面１２ｃに近い凹部１５をθ１＜θ２となるようにする。２つの凹部１５に挟まれた部分は、両方の凹部１５から引っ張り合うため、あまり大きな力が加わらなくても良いため、このようにすることにより全体の密着性をより向上させることができる。

また、図６のように、外部電極１４が当接する底面１２ｂに、外部電極１４の厚さよりも低い段差部１７を設けても良い。このようにすることにより、外部電極１４の延伸方向に対して垂直な方向（図６において矢印（Ｂ−Ｂ線）の方向）の力に対して、より強いものとすることができる。

次に、外部電極について説明する。図７は本実施の形態におけるコイル部品の第１の側面を示す側面図である。

外部電極１４はそれぞれ外装体１２の第１の側面１２ａから引き出され、引き出している部分の外部電極１４の幅（Ｗ１）は約１．６ｍｍ、厚さ（Ｔ）は約０．４ｍｍとなっている。また外部電極１４の引き出している位置は、その端部が第１の側面１２ａの端部から約０．５ｍｍ内側に入った（ａ）位置となっている。さらに引き出された外部電極１４は、底面１２ｂに向かって折り曲げられ、底面１２ｂ付近の外部電極１４の幅（Ｗ２）は、約２．２ｍｍとなっている。外部電極を外装体から引き出した状態で圧粉成形しようとすると、外部電極を引き出した周辺で外装体にクラックが入りやすくなる。これに対して本実施の形態では外部電極１４を引き出す位置を、端部から引き出している外部電極１４の厚さよりも距離をあけているため、このクラックの発生を防止することができる。

一方、底面に位置する外部電極は、リフロー半田付け時の加熱を考慮すると、外装体の端部付近に位置することが望ましい。本実施の形態では底面１２ｂ付近の外部電極１４の幅（Ｗ２）を、外装体１２から引き出された部分の幅（Ｗ１）よりも広くしているため、引き出した外部電極１４を底面１２ｂに向かってほぼまっすぐにおろしても、底面１２ｂに位置する外部電極１４を外装体１２の端部付近に形成することができる。

さらに第１の側面１２ａに沿った外部電極１４には、幅（Ｗ３）が約１．８ｍｍの第２のくびれ部１８が形成されていることが望ましい。通常本発明のようなコイル部品をプリント基板に半田付けすると側面側の外部電極に半田フィレットが形成されるが、コイル部品の高さが高くなってくると、半田フィレットも高い位置まで上がってしまい、その形状にばらつきが生じやすい。本実施の形態のように第２のくびれ部１８を設けることにより、半田フィレットが第２のくびれ部１８よりも上のほうに上がりにくくなり、半田フィレットの形状を安定させることができる。以上の効果を得るためには、第２のくびれ部１８は、外装体１２に沿った外部電極１４の中央部よりも底面１２ｂ側に形成されていることが、より望ましい。

次に本発明の第２の実施形態におけるコイル部品について図８から図１１を用いて説明する。第１の実施の形態と同じ構成については、同一の符号を付し詳細な説明は省略する。

図１０は、第２の実施形態におけるコイル部品の断面図であって、底面１２ｂには、外部電極１４と当接する部分に段差部１７が設けられており、底面１２ｂの中央部側の深さｄ１は約０．４ｍｍ、側面側の深さｄ２は約０．２ｍｍとなっており、中央部側の深さの方が側面側の深さよりも深くしている。なお、外部電極１４となる部分は丸線をプレスすることにより平板状に形成され、底面１２ｂに当接される部分の外部電極１４は、中央部側の厚さが約０．６ｍｍ、側面側の厚さが約０．４ｍｍに加工され、中央部側の方が側面側よりも厚みを大きくしている。このように形成することにより、中央部側から側面側への応力に対して電極が抜けにくくなり、耐振性を向上することができる。また、外部電極１４の形状を段差部１７に合わせた形状とすることにより、実装面を平坦にすることができる。

さらに第１の側面１２ａと第２の側面１２ｃに直交する側面である第３の側面１２ｅから見たときに、外部電極１４の側面全体が露出しているようにしている。このように形成することにより、リフロー半田付け時に熱風が外部電極１４に当る面積を大きくすることができ、吸熱性を向上させることができ、半田付け性を向上させることができる。また、外部電極１４の側面側にも半田フィレットを形成することができ、耐振性をさらに向上させることができる。

また図１１に示すように、底面１２ｂに設けた段差部１７内には、外部電極１４が重なる部分に凹部１５を設けている。凹部１５は、中央部側が段差部１７からさらに約０．６ｍｍ、側面側が段差部１７からさらに約０．４ｍｍの深さにしており、中央部側の方が側面側よりも深くした形状になっている。

そして、この凹部１５に向かって外部電極１４を押し込むことにより、外部電極１４を締め付けている。このことにより、外部電極１４が第１の側面１２ａ、底面１２ｂ、第２の側面１２ｃに面で接するようにすることができる。

以上のように構成することにより、このコイル部品を半田付けした場合、底面１２ｂ全体および第１の側面１２ａ、第２の側面１２ｃに密着した外部電極１４で半田付けされるため、耐振性に優れたものを得ることができる。さらに凹部１５付近により多くの半田が集まってくるため、耐振性に対してより有利なものとなっている。

また、凹部１５に押し込む深さは、中央部側で約０．５ｍｍ、側面側で約０．３ｍｍとなっており、中央部側の方が側面側の方よりも大きく押し込んでいる。このように形成することで、中央部側から側面側への応力に対して電極が抜けにくくなり、耐振性をさらに向上させることができる。

このとき、底面側から見た凹部１５の形状を、側面側の幅を中央部側の幅より狭くすることが望ましく、より中央部側から側面側への応力に対して電極が抜けにくくなり、耐振性を向上させることができる。

なお、図８、図９では、外部電極１４が重なる底面１２ｂの中央部分に１つの凹部１５を設けているが、これを図１２のように複数個設けてもかまわない。凹部１５を設けるとその部分で磁性体である外装体１２の厚さが薄くなり、磁気飽和が発生しやすくなる。特に外部電極１４が重なる底面１２ｂの中央部分ではコイル電極１１に近くなるため、この部分で磁気飽和が発生しやすい。そこで図１２のように、中央部分の両側に凹部１５を設けたものである。このようにすることにより、磁性体の厚さが薄くなる部分は、コイル電極１１から遠いところになるため、磁気飽和が発生しにくくなる。さらに凹部１５を２個設けたことにより外部電極１４を締め付ける力も強くなる。これにより凹部１５の深さを浅くすることができ磁気飽和がより発生しにくくなる。

また、この凹部１５は両方の外部電極１４に設けるため、１本の外部電極１４に２個の凹部１５を設けるということは、１つのコイル部品に４個の凹部１５が形成されることになる。すなわち、以上のように凹部１５を形成したコイル部品を半田付けした場合、それぞれの凹部１５付近により多くの半田が集まり、回転方向の力に対して、より強いものとすることができる。

また、外部電極１４をプレス加工するときに、外部電極１４を折り曲げる位置に、同時にノッチ１６を形成しておくことが望ましい。このようにすることにより、コイル端部を折り曲げて外部電極１４を形成するときに位置ずれを起こすことなく、外装体１２に密着させることができる。

なお、本実施の形態では、底面１２ｂには、第１の側面１２ａから第２の側面１２ｃまで、外部電極１４と当接する部分全体に段差部１７が設けられているが、少なくとも全体の１／３以上に段差部が設けられていれば本発明の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、底面１２ｂに段差部１７を形成しているが、さらに第１の側面１２ａおよび第２の側面１２ｃにも段差部を形成しても良く、本発明の効果を得ることができる。

本発明に係るコイル部品は、形状が大型化しても、耐振性に優れたものを得ることができ、産業上有用である。

１１ コイル電極
１２ 外装体
１２ａ 第１の側面
１２ｂ 底面
１２ｃ 第２の側面
１２ｄ 天面
１２ｅ 第３の側面
１３ 切欠き部
１４ 外部電極
１５ 凹部
１６ ノッチ
１７ 段差部
１８ 第２のくびれ部

Claims (9)

1. コイル電極と、このコイル電極を埋設する磁性体からなる外装体とを有し、前記コイル電極の両端部は、ともに前記外装体の第１の側面から引き出され、この引き出された部分から前記外装体の底面に向かって折り曲げられ、さらに前記底面および前記第１の側面とは反対側の第２の側面に沿って折り曲げられ、前記外装体の天面に設けられた切欠き部に向かって折り曲げて係止させることによって外部電極を形成したものであり、前記底面の前記外部電極が重なる部分に凹部が設けられており、前記外部電極が前記凹部に向かって曲げられていることを特徴とするコイル部品。
2. それぞれの前記外部電極に対して複数個の前記凹部が設けられ、それぞれの前記凹部に向かって前記外部電極が曲げられていることを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
3. 前記外部電極の延伸方向に垂直な面に対して、前記凹部の形状が非対称となるように前記凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
4. 前記第１の側面における前記外部電極の幅は、前記外装体から引き出された部分の幅よりも、前記底面付近の幅が広くなるように形成したことを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
5. 前記第１の側面における前記外部電極は、前記外装体から引き出された部分と前記底面付近との間に、第２のくびれ部を有することを特徴とする請求項４記載のコイル部品。
6. 前記第２のくびれ部は、前記外装体に沿った前記外部電極の中央部よりも前記底面側に形成されていることを特徴とする請求項５記載のコイル部品。
7. 前記外装体の底面の前記外部電極と当接する部分には、段差部が設けられており、前記段差部の深さは、前記底面の中央部側の深さの方が、前記底面の側面側の深さよりも深くなるように形成したことを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
8. 前記段差部内に前記凹部が設けられており、前記外部電極が前記凹部に向かって押し込まれているものであり、前記外部電極の前記底面の中央部側の方が前記底面の側面側よりもより大きく押し込まれていることを特徴とする請求項７記載のコイル部品。
9. 前記底面に当接する部分の前記外部電極の厚さは、前記底面の中央部側の方が、前記底面の側面側よりも厚くなるように形成されていることを特徴とする請求項７記載のコイル部品。

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