JP4203958B2 - 表面実装型コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、磁性又は非磁性コアに巻線を施したＥＭＣフィルタ等の表面実装型（ＳＭＤタイプ）のコイル部品に係り、特に使用環境の厳しい自動車等に好適で、巻線を行ったドラムタイプコアにカバーコアを接着一体化する場合に、接着剤の劣化に伴うカバーコアの剥がれを防止して、カバーコア取付強度の向上、信頼性の向上が図れる表面実装型コイル部品に関する。

従来の表面実装型コイル部品としては、端部電極として抜け止め部を有する略コ形状の端子金具を用い、該端子金具を磁気コア端部に嵌合装着した後、前記磁気コアに巻線を行い、前記巻線端末を前記端子金具に設けた継線部に接続し、さらに平板状カバーコアを接着装着した構成のものがあった。

また、磁気コアの端面に電極部を印刷やめっき処理により設け、前記磁気コアに巻線を行い、前記巻線端末を前記電極部に接続し、平板状のカバーコアを接着装着して表面実装型コイル部品とする構成も知られていた。

また、下記特許文献１に開示されているように、磁気コアの底面部に電極を設け、前記磁気コアに巻装した巻線の端末を前記底面部の電極に接続し、平板状のカバーコアを接着装着して表面実装型コイル部品とする構成も知られていた。

特開２００３−１６８６１１号公報

ところで、上記特許文献１に示した従来の表面実装型コイル部品は、平板状のカバーコアをドラム状の磁気コアの鍔部に単に接着により装着していたため、その接着保持力は接着剤の特性に左右されてしまっていた。接着剤の接着力は耐湿や熱衝撃等の環境試験に於いて減少していく傾向にあり、信頼性の面からすると接着剤の接着力にのみ頼る構成は好ましくは無い。また、接着剤の接着力は被接着部材の表面状態や塗布状態によって左右され、安定性に欠けるなどの欠点があった。更に、接着剤の保管や使用時間、硬化温度・時間などにも接着力は左右されてしまい、最適な状態で管理するのにも手間がかかっていた。

本発明は、上記問題に鑑み成されたものであり、カバーコアの取付構造を工夫して、接着剤の接着力のみに頼らない構造とすることで、特に自動車等の使用環境の厳しい場合でも、カバーコアの剥離を防止して、信頼性向上を図ることが可能な表面実装型コイル部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る表面実装型コイル部品は、巻芯部の両側に板状端部を有する磁性又は非磁性コアの前記巻芯部に巻線が設けられ、前記巻線の端末が前記板状端部に端部電極として設けられた端子金具の継線部に接続されているコイル部品本体と、前記板状端部の実装面に対向する面の上面に設けられるカバーコアとを有する構成であって、
前記端子金具は前記板状端部の実装面に平行かつ前記巻芯部に向かって嵌合され、かつ前記コイル部品本体の四隅に設けられ、前記板状端部の実装面と、前記実装面に対向する面とそれらを結ぶ面に沿った形状となっており、前記板状端部の実装面に対向する面に沿っている前記端子金具の部分に前記継線部が一体に折り曲げ形成され、
前記カバーコアの四隅に切欠部が設けられ、該切欠部の側面には凸部又は凹部が形成され、
前記継線部は前記切欠部の側面の凸部又は凹部に隣接又は近接しており、前記凸部又は凹部と前記継線部とを含む領域に接着剤が設けられていて、前記接着剤は前記継線部の下側にも入り込んでいることを特徴とするものである。

従来例の場合は平板状のカバーコアを、巻線を有するコアの鍔部と単に接着により装着していたため、その接着保持力は接着剤の特性に左右されてしまっていた。しかも、接着剤の接着力は耐湿や熱衝撃等の環境試験に於いて減少していく傾向にあり、接着力は被接着部材の表面状態や塗布状態によって左右され、安定性に欠けるなどの欠点があった。また、接着剤の保管や使用時間、硬化温度・時間などにも接着力は左右されてしまい、ベストな状態で管理するのに手間がかかっていた。

上述の本発明に係る表面実装型コイル部品は、接着剤の接着力が低下もしくは無くなってしまった場合でも、巻線を設けたコアに対して機械的、構造的にカバーコアを保持可能であり、カバーコアが剥離してしまうことはないため、湿度や熱、振動等の環境に対する耐久性、信頼性も高く、被接着部材の表面状態や塗布状態に左右されることも少なく、管理も容易で、カバーコアの取付信頼性の高い、安価な表面実装型コイル部品を実現することができる。

もう一つの本発明に係る表面実装型コイル部品は、巻芯部の両側に板状端部を有する磁性又は非磁性コアの前記巻芯部に巻線が設けられ、前記巻線の端末が前記板状端部に端部電極として設けられた端子金具の継線部に接続されているコイル部品本体と、前記板状端部の実装面に対向する面の上面に設けられるカバーコアとを有する構成であって、
前記端子金具は前記板状端部の実装面に平行かつ前記巻芯部に向かって嵌合され、かつ前記コイル部品本体の四隅に設けられ、前記板状端部の実装面と、前記実装面に対向する面とそれらを結ぶ面に沿った形状となっており、前記板状端部の実装面に対向する面に沿っている前記端子金具の部分に前記継線部とは別に係止部が一体に折り曲げ形成され、
前記カバーコアの四隅に切欠部が設けられ、該切欠部の側面には凸部又は凹部が形成され、
前記係止部は前記切欠部の側面の凸部又は凹部に隣接又は近接しており、前記凸部又は凹部と前記係止部とを含む領域に接着剤が設けられていて、前記接着剤は前記係止部の下側にも入り込んでいることを特徴とするものである。

前記係止部は前記接着剤を係止する作用を確実に果たすことが可能であり、前記カバーコアの固着の信頼性向上に寄与できる。

前記カバーコア側の凸部又は凹部が前記カバーコアの厚みの略中央位置にあることが好ましい。

前記磁性又は非磁性コアと、前記カバーコアの対向面間が接着剤で塞がれていないことが望ましい。

本発明の表面実装型コイル部品は、接着剤の接着力が低下もしくは無くなってしまった場合でも、巻線を設けたコアに対して機械的、構造的にカバーコアを保持可能であり、カバーコアが剥離してしまうことはないため、湿度や熱、振動等の環境に対する耐久性、信頼性も高く、被接着部材の表面状態や塗布状態に左右されることも少なく、管理も容易で、カバーコアの取付信頼性の高い、安価な表面実装型コイル部品を実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、表面実装型コイル部品の実施の形態を図面に従って説明する。

図１乃至図４を用いて本発明に係る表面実装型コイル部品の実施の形態１を説明する。図１（Ａ）は表面実装型コイル部品の磁気コア（磁性コア）に端子金具を装着する場合における、磁気コア側及び端子金具側の抜け止め部の構造、同図（Ｂ）は表面実装型コイル部品の磁気コアに端子金具を装着した状態、同図（Ｃ）は磁気コアに巻線を施して巻線端末を端子金具に係止した状態、（Ｄ）は継線部を溶接した状態、（Ｅ）はカバーコアを磁気コアの上面に配設した状態、（Ｆ）はカバーコアを磁気コアの上面に接着剤で固着した状態それぞれ示す。また、図２（Ａ）は磁気コアに対するカバーコアの接着剤による取付状態を示す側面図、同図（Ｂ）は断面図である。

ここで使用する磁気コアとしての角ドラムタイプのフェライトコア（以下、フェライト・ドラムコアという）１は、図１（Ａ）,（Ｂ）のように、巻芯部２の両側にコアの板状端部となる方形鍔部３を形成したものである。

端部電極となる端子金具１０は、燐青銅、真鍮等の銅合金であって、略コ字形状に折り曲げ成形されており、図１（Ａ）,（Ｂ）のように、側面部１０ａ、上面部１０ｂ、底面部１０ｃ（実装側部分となる）を有し、相互に対向する上面部１０ｂと底面部１０ｃとを側面部１０ａで連絡した構造である。換言すれば、板状端部としての方形鍔部３の実装面と、前記実装面に対向する面とそれらを結ぶ面に沿った形状である。また、図１（Ａ）のように上面部１０ｂ及び底面部１０ｃの内面には金具側抜け止め部としてのポッチ部（内面側に突出した凸部）１１が形成されており、前記方形鍔部３の上下面（実装面及びこれに対向する面）に形成されたコア側抜け止め部としての凹部５に嵌合可能となっている。さらに、前記上面部１０ｂには逆Ｌ字状折り曲げ部分からなる継線部１２が一体に折り曲げ形成されている。つまり、継線部１２は端子金具１０の一部で形成されており、継線部１２は巻線ワイヤ２６の挿入の便宜のために、方形鍔部３の先端方向に向いて開いている（先端方向の反対向きに開いていてもよい。）。

前記端子金具１０は図１（Ｂ）のように方形鍔部３の実装面に平行かつ巻芯部２に向かって嵌合され、かつ巻線を施すことでコイル部品本体となるフェライト・ドラムコア１の四隅（両方の方形鍔部３の左右端位置）に設けられる。前記端子金具１０を図１（Ｂ）のように方形鍔部３の左右端位置において上下方向に装着すると、前記コア側抜け止め部としての凹部５と金具側抜け止め部としてのポッチ部１１との嵌合により、端子金具１０の方形鍔部３からの外れを防止できるようになっている。なお、方形鍔部３の実装面側に端子金具１０の底面部１０ｃが、実装面の反対側となる上面側に端子金具１０の上面部１０ｂが位置するように取り付けられる。

上記のように端子金具１０を方形鍔部３に嵌合装着した後、図１（Ｃ）のようにフェライト・ドラムコア１の巻芯部２の周囲に、ウレタン線等の絶縁被覆線を用いて一対の巻線２５Ａ，２５Ｂが巻回される。例えば、コモンモードフィルタ等のコモンモードコイル部品の場合、巻芯部２の周囲に巻線２５Ａが下層、巻線２５Ｂが上層となるように同じ巻数で巻回する。巻線２５Ａの端末ワイヤ２６は、例えば、方形鍔部３の左側の端子金具１０の継線部１２に引掛け、継線部１２をかしめることで圧着仮固定される。同様に、巻線２５Ｂの端末ワイヤ２６は、方形鍔部３の右側の端子金具１０の継線部１２に引掛け、継線部１２をかしめることで圧着仮固定される。

その後、前記ワイヤ端末と端子金具１０の継線部１２との接続をレーザ溶接又はアーク溶接で行い、図１（Ｄ）のように、継線部１２の一部を溶融させて溶接部Ｐとして、継線部１２とワイヤ２６の導体部分（銅線部分）とを機械的及び電気的に接続する。これにより、コイル部品本体ができあがる。なお、継線部１２の一部は溶接後も溶融しないで残っている。

図３（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）に示すように、前記カバーコア２０は平板状であり、材質は前記ドラムコア１と同材質であるか、又は非磁性のセラミック又は樹脂板であり、前記継線部１２を避けるために（カバーコア２０下面が継線部１２に当たってカバーコア２０が浮き上がるのを回避するために）カバーコア２０の四隅に切欠部２１を設けてある。また、各切欠部２１の２側面のうちの１側面には後述する接着工程で使用する接着剤を係止するための段状凸部２２ａが形成されている。カバーコア側の凸部２２ａはカバーコア２０の厚みの略中央位置に形成されることが、組立時にカバーコア２０の表裏を区別する必要がないため好ましい。

図１（Ｅ）のように、継線部１２を避けて前記カバーコア２０をコイル部品本体のフェライト・ドラムコア１の方形鍔部３上面（実装面に対向する面）に載置し（両方の方形鍔部３を橋絡するように載置し）、カバーコア２０下面を方形鍔部３上面にぴったり当接させる。この状態ではコア板状端部となる方形鍔部３の左右端部に設けられた端子金具１０上面の継線部１２はカバーコア２０の切欠部２１に隣接又は近接して臨んでおり、切欠部２１の１側面に形成した段状凸部２２ａは継線部１２に近接した位置関係にある。

そして、図１（Ｆ）及び図２（Ａ）,（Ｂ）のように、少なくとも継線部１２及び段状凸部２２ａを含むように切欠部２１側面部分と切欠部２１に露出した方形鍔部３の上面にわたって接着剤２４を塗布する。このとき、図２（Ｂ）のように端子金具１０の上面部１０ｂから折り返して形成した継線部１２の下側にも接着剤２４が入り込み、かつ接着剤２４中に段状凸部２２ａが突入した状態で接着剤２４は硬化する。つまり、構造上、継線部１２及びカバーコア２０の段状凸部２２ａの両方が接着剤２４を係止する機能を持ち、接着剤２４の接着力が低下乃至無くなってもカバーコア２０は硬化した接着剤２４を介してドラムコア１側に一体的に保持されることになる。なお、接着剤２４は方形鍔部３とカバーコア２０の対向面間に塗布する必要はなく、その対向面間が接着剤で塞がれていない（前記対向面間に接着剤が介在していないことが好ましい。）。

これによって、一対の巻線２５Ａ，２５Ｂをドラムコア１に設けてコイル部品本体を構成し、かつドラムコア１上面にカバーコア２０を固着した表面実装型コイル部品が得られる。なお、カバーコア２０を設ける目的は、カバーコア２０がドラムコア１と同様の磁性材の場合には磁気特性の向上及びチップ部品装着機の吸着ノズルによる吸着保持に適した構造とするためである。また、カバーコア２０が非磁性材のときは、後者の吸着保持に適した構造とするために設ける。

図４はＰＣＴ（プレッシャークッカー）試験後の引っ張り強度試験結果であり、（Ａ）はドラムコアに平板状カバーコアを単に接着した従来品、（Ｂ）は本実施の形態による試作品の引っ張り強度試験結果である。図４（Ａ）の従来品では初期（ＰＣＴ試験前）に約２５Ｎあったものが、２０時間のＰＣＴ試験後に約１０Ｎ程度に低下し、カバーコアの脱落の可能性を無視できない。図４（Ｂ）の本実施の形態による試作品では初期（ＰＣＴ試験前）に約５０Ｎあったものが、２０時間のＰＣＴ試験後に約３０Ｎ程度に低下するが、引っ張り強度は十分高い値を保ち、カバーコアの脱落を確実に防止できることがわかる。

この実施の形態１によれば、次の通りの効果を得ることができる。

(1) コイル部品本体側のフェライト・ドラムコア１の方形鍔部３上面にカバーコア２０を設けた構成において、カバーコア２０の四隅に形成した切欠部２１の１側面に段状凸部２２ａを形成し、ドラムコア１の板状端部となる方形鍔部３に端子金具１０を端部電極として設けるとともに端子金具１０の上面側に継線部１２を形成し、相互に近接した前記凸部２２ａと継線部１２とを含む領域に接着剤２４を設けてドラムコア１にカバーコア２０を接着しているため、段状凸部２２ａと継線部１２とが共に接着剤２４を保持する機能を果たし、接着剤２４の接着力が低下もしくは無くなってもカバーコア２０のドラムコア１からの脱落を防止できる。

(2) カバーコア側の段状凸部２２ａがカバーコア２０の厚みの略中央位置にあるため、組立時にカバーコア２０の表裏を管理する必要がない。

(3) カバーコア２０は四隅に切欠部２１を形成したことで、端子金具１０の上面部１０ｂに形成した継線部１２を避けることができ、カバーコア２０の下面を方形鍔部３の上面にぴったり接合でき、切欠部２１の部分に接着剤２４を設けることで、方形鍔部３上面とカバーコア下面の対向面間に接着剤が介在しないようにすることが可能である。このため、カバーコア２０も磁性材とした場合に磁気特性の向上を図ることができる。また、カバーコア２０の四隅に切欠部２１があるため、カバーコア２０の欠けが発生しにくい。

(4) 特に自動車等の使用環境の厳しい場合でも、端子金具１０をドラムコア１の方形鍔部３に嵌合、装着した構造であり、ドラムコア１と相手側実装基板間のストレスを大きく吸収し、電極剥離やはんだクラック、コアクラック等の発生する問題がなくなる。また、端子金具１０の継線部１２に対してワイヤ２６をレーザ溶接やアーク溶接で機械的及び電気的に接続しているので、ワイヤ接続部も実装時等の熱で溶融劣化することはない。この結果、カバーコア２０の脱落防止効果と相俟って、実装部と接続部の信頼性向上が図れる表面実装型コイル部品を実現できる。

なお、上記実施の形態１において、端子金具１０は方形鍔部３に対して巻芯部２の軸方向に沿った向きで嵌合されているが、端子金具１０が方形鍔部３の側方から巻芯部２の軸方向に直交する向きで巻芯部２に向かって嵌合される構造としてもよい。

図５（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）は本発明の実施の形態２において使用する平板状カバーコア２０であって、四隅に形成した切欠部２１の２側面のうち他方の側面に段状凸部２２ｂを形成している。この場合、段状凸部２２ｂの位置が異なるだけであり、図１（Ａ）〜（Ｆ）の工程で実施の形態１と同様の表面実装型コイル部品が得られる。

図６（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）は本発明の実施の形態３において使用する平板状カバーコア２０であって、四隅に形成した切欠部２１の２側面にわたり段状凸部２２ｃを形成している。この場合、段状凸部２２ｃの位置が異なるだけであり、図１（Ａ）〜（Ｆ）の工程で実施の形態１と同様の表面実装型コイル部品が得られる。

図７は本発明の実施の形態４において使用する端子金具１０であって、その上面部１０ｂに継線部１２を形成するとともに、継線部１２とは別に接着剤を係止する係止部１３を上面部１０ｂに対して逆Ｌ字状折り曲げ部で形成している。なお、図１と同一又は相当部材には同一符号を付した。

この場合、継線部１２とは別に係止部１３を端子金具１０の上面に設けているため、巻線端末を溶接で接続する際に継線部１２が溶融変形したとしても、係止部１３は溶接に無関係であって溶融変形することがなく、係止部１３が接着剤中に食い込み、接着剤の保持を確実に行うことが可能であり、図１（Ａ）〜（Ｆ）の工程で実施の形態１と同様の表面実装型コイル部品が得られる。

なお、各実施の形態において、磁気コアとしてフェライトコアを例示したが、他の磁性材料のコアでもよく、特に高周波特性が必要な場合、非磁性のセラミックコア等を用いてもよい。

また、各実施の形態において、接着剤を係止するための凸部の代わりに、接着剤を係止するための凹部であってもよく、接着剤を機械的に係止、保持する機能があれば形状は問わない。

以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。

本発明に係る表面実装型コイル部品の実施の形態１であって、（Ａ）は磁気コア側及び端子金具側の抜け止め部の構造を示す分解斜視図、（Ｂ）は表面実装型コイル部品の磁気コアに端子金具を装着した状態を示す斜視図、（Ｃ）は磁気コアに巻線を施して巻線端末を端子金具に係止した状態を示す斜視図、（Ｄ）は継線部を溶接した状態を示す斜視図、（Ｅ）は磁気コア上にカバーコアを載置した状態を示す斜視図、（Ｆ）は磁気コア上にカバーコアを接着一体化した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１における磁気コアへのカバーコアの接着剤による取付構造部分であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は断面図である。 本発明の実施の形態１におけるカバーコアであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。 ＰＣＴ試験後の引っ張り強度試験結果であり、（Ａ）は従来品、（Ｂ）は本実施の形態１に係る試作品の引っ張り強度を示すグラフである。 本発明の実施の形態２で用いるカバーコアであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。 本発明の実施の形態３で用いるカバーコアであって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。 本発明の実施の形態４で用いる端子金具の拡大斜視図である。

符号の説明

１ フェライト・ドラムコア
２ 巻芯部
３ 方形鍔部
５ 凹部
２１ 切欠部
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 凸部
１０ 端子金具
１０ａ 側面部
１０ｂ 上面部
１０ｃ 底面部
１１ ポッチ部
１２ 継線部
１３ 係止部
２０ カバーコア
２５Ａ，２５Ｂ 巻線
２６ ワイヤ

Claims (4)

1. 巻芯部の両側に板状端部を有する磁性又は非磁性コアの前記巻芯部に巻線が設けられ、前記巻線の端末が前記板状端部に端部電極として設けられた端子金具の継線部に接続されているコイル部品本体と、前記板状端部の実装面に対向する面の上面に設けられるカバーコアとを有する表面実装型コイル部品であって、
   前記端子金具は前記板状端部の実装面に平行かつ前記巻芯部に向かって嵌合され、かつ前記コイル部品本体の四隅に設けられ、前記板状端部の実装面と、前記実装面に対向する面とそれらを結ぶ面に沿った形状となっており、前記板状端部の実装面に対向する面に沿っている前記端子金具の部分に前記継線部が一体に折り曲げ形成され、
   前記カバーコアの四隅に切欠部が設けられ、該切欠部の側面には凸部又は凹部が形成され、
   前記継線部は前記切欠部の側面の凸部又は凹部に隣接又は近接しており、前記凸部又は凹部と前記継線部とを含む領域に接着剤が設けられていて、前記接着剤は前記継線部の下側にも入り込んでいることを特徴とする表面実装型コイル部品。
2. 巻芯部の両側に板状端部を有する磁性又は非磁性コアの前記巻芯部に巻線が設けられ、前記巻線の端末が前記板状端部に端部電極として設けられた端子金具の継線部に接続されているコイル部品本体と、前記板状端部の実装面に対向する面の上面に設けられるカバーコアとを有する表面実装型コイル部品であって、
   前記端子金具は前記板状端部の実装面に平行かつ前記巻芯部に向かって嵌合され、かつ前記コイル部品本体の四隅に設けられ、前記板状端部の実装面と、前記実装面に対向する面とそれらを結ぶ面に沿った形状となっており、前記板状端部の実装面に対向する面に沿っている前記端子金具の部分に前記継線部とは別に係止部が一体に折り曲げ形成され、
   前記カバーコアの四隅に切欠部が設けられ、該切欠部の側面には凸部又は凹部が形成され、
   前記係止部は前記切欠部の側面の凸部又は凹部に隣接又は近接しており、前記凸部又は凹部と前記係止部とを含む領域に接着剤が設けられていて、前記接着剤は前記係止部の下側にも入り込んでいることを特徴とする表面実装型コイル部品。
3. 前記切欠部の側面の凸部又は凹部が前記カバーコアの厚みの略中央位置にある請求項１又は２記載の表面実装型コイル部品。
4. 前記磁性又は非磁性コアと、前記カバーコアの対向面間が接着剤で塞がれていない請求項１，２又は３記載の表面実装型コイル部品。

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