JP4569533B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、コイル部品に関し、特に表面実装タイプのコイル部品に関するものである。

従来、この技術の分野におけるコイル部品は、例えば下記特許文献１に開示されている。この公報には、一対の端子金具に、巻線が巻かれたコアが接着固定されたコイル部品が開示されている。

近年、このようなコイル部品は、携帯電話から補聴器に対して音声信号を伝送するカップリングコイルとしての利用が進められている。すなわち、コイル部品を携帯電話機のスピーカに並列接続して、携帯電話機の外部に音声信号に対応する磁界を形成し、補聴器側でその磁界を受信させることによって補聴器で音声が再現される。
特開平８−１５３６３３号公報

しかしながら、前述した従来のコイル部品には、次のような課題が存在している。すなわち、コイル部品は、端子金具に発生する渦電流によって、交流損失やインダクタンス等の特性が劣化することが知られているが、このような特性劣化に対する対応が不十分であった。そこで、発明者らは、鋭意研究の末、上記特性劣化を有意に改善することができる技術を新たに見出した。

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特性の向上が図られたコイル部品を提供することを目的とする。

本発明に係るコイル部品は、巻線が巻回された巻回部を有するコアと、コアの巻回部の両側において対面する端面に取り付けられる一対の端子金具とを備え、端子金具は、コアの各端面に対面し、略中央部に孔が設けられた平板状の対面部と、対面部と一体的に設けられ、巻線に接続される継線部と、対面部と一体的に設けられ、実装基板に設けられた接続端子に接続されるべき端子部とを有し、対面部には、その縁部から孔まで延びる切り欠き部が形成されている。

このコイル部品においては、対面部の中央部に設けられた孔によって、渦電流が発生する部分の低減が図られている。その上、対面部の縁部から孔まで延びる切り欠き部によって、切り欠き部がない場合に生じてしまう孔を取り囲むような渦電流も、その導通路が分断されるために生じない。このようにして渦電流の発生が抑えられているため、本発明におけるコイル部品は特性の向上が図られている。

また、コアの端面には、対面部の孔に対応する位置に凹部が形成されており、端子金具は、対面部の孔の縁部を折り返して形成され、凹部の縁に沿って凹部内に挿入された折り返し部をさらに有し、端子金具の折り返し部が挿入されたコアの凹部に接着剤が充填されている態様であってもよい。従来では、端子金具をコアに取り付ける際の位置精度が低く、それにより、コイル部品を実装基板に搭載した際に高い安定性を確保することが困難であった。また、コアを端子金具上に接着剤を介して搭載しただけの構造であるため、コアと端子金属との間の接着強度を十分に高くできないという問題もあった。ところが、このようなコイル部品においては、端子金具の折り返し部が、コアに設けられた凹部の縁に沿って凹部内に挿入されているため、端子金具をコアに取り付ける際に、高い取り付け位置精度を確保することができる。その上、コアの凹部に充填された接着剤により、折り返し部において、端子金具がコアに強固に接着されるため、端子金具とコアとの間の高い接着強度が実現している。

また切り欠き部が端子部を分断している態様であってもよい。この場合、コイル部品を実装した際の姿勢が安定する。

本発明によれば、特性の向上が図られたコイル部品が提供される。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。

本発明の実施形態に係るコイル部品は、例えば音声信号を伝送するためのカップリングコイルとして用いられるものであり、表面実装タイプの小型コイル部品である。

まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係るコイル部品１０の構成を説明する。

図１及び図２に示すように、コイル部品１０はコア１２を有している。このコア１２は、長尺円柱状の巻回部１４と、巻回部１４の両端に位置する一対の鍔部１６Ａ，１６Ｂとによって構成されている。なお、巻回部１４には、２０μｍ径の巻線１８が巻き付けられている。この巻線１８の巻き数はおよそ４０００であり、巻回テンションはおよそ３グラムである。

以下、説明の便宜上、コア１２の軸線方向をＸ方向、コイル部品１０が搭載された際の高さ方向をＺ方向、上記Ｘ方向及びＺ方向に直交するコイル部品１０の幅方向をＹ方向とする。

鍔部１６Ａ，１６Ｂは、いずれも巻回部１４と同軸の円柱形状を有しており、その外側端面１６ａ同士は巻回部１４の両側において平行に対面している。そして、これらの外側端面１６ａそれぞれには、その中央部に穴（凹部）２２が形成されている。穴２２は、断面円形の穴であり、Ｘ方向に沿って延びている。この穴２２の内壁面２２ａは、穴２２の表面（端面１６ａ）側の径が広く奥に向かうに従って次第に径が狭まるすり鉢状傾斜面となっている。そして、この穴２２は、接着剤Ｓによって充たされている。

上述したコア１２には、穴２２が形成された各鍔部１６Ａ，１６Ｂの外側端面１６ａに、端子金具２０Ａ，２０Ｂが取り付けられている。端子金具２０Ａ，２０Ｂは、コア１２に対して互いに対称な形状を有している。そのため、一対の端子金具２０Ａ，２０Ｂのうち、一方の端子金具２０Ａの形状のみを図３を参照して説明し、他方の端子金具２０Ｂの説明は省略する。

端子金具２０Ａは、公知の成形技術を用いて金属片を成形して得られた部材であり、一体成形された対面部２４と継線部３０と端子部３２とを有している。

対面部２４は、端子金具２０Ａをコア１２に取り付けた際にコア１２の端面１６ａに接触して（若しくは近接して）対面する部分であり、略四角形平板状の形状を有している。そして、この対面部２４の中央部には、円形断面の貫通孔２６が設けられている。この貫通孔２６は、端子金具２０Ａがコア１２に取り付けられた際に、コア１２の穴２２に対応する位置に配置されるように設計されている。そして、この貫通孔２６の周囲に、貫通孔２６の全周に沿う環状の折り返し部２８が形成されている。この折り返し部２８は、貫通孔２６の縁部を例えばバーリング加工により、内側表面（外側表面２０ａとは反対側の面）２０ｂの側に折り返すことによって形成されている。この円筒状をなす折り返し部２８は、コア１２に設けられた穴２２と同様にＸ方向に延びており、穴２２の全周の縁に沿うようにして穴２２の中に挿入されている。

さらに、対面部２４には、その縁部から貫通孔２６まで延びる切り欠き部２９が形成されている。この切り欠き部２９は、端子金具２０Ａの幅方向（Ｙ方向）に沿う方向に延びている。この切り欠き部２９により、貫通孔２６を取り囲む部分が分断されている。

継線部３０は、対面部２４のＺ方向において対向する端部のうちの上側の端部の縁部中央から内側表面２０ｂの側に延びており、対面部２４から直角に折り曲げて形成されている。この継線部３０は、対面部２４の上側の端部の縁部中央に部分的に設けられている。継線部３０には、その上面３０ａに、コア１２の巻回部１４に巻き付けられた巻線１８のそれぞれの端部１８ａが、熱圧着によって接続されている。また、対面部２４の上端縁部には、継線部３０の両側に位置決め部３４が形成されている。これらの位置決め部３４は、継線部３０に対して対称な形状を有しており、継線部３０を挟むようにして上方向（Ｚ方向）に平行に延びている。位置決め部３４は、その長さ（対面部２４からの突出長さ）が同一となるように設計されており、継線部３０よりもわずかに長くなっている。

端子部３２は、対面部２４のＺ方向において対向する端部のうちの下側の端部の縁部から内側表面２０ｂの側に延びており、対面部２４から直角に折り曲げて形成されている。この端子部３２は、対面部２４の下側の端部の縁部全体に亘って形成されている。端子部３２は、図２に示すように、コイル部品１０をＺ方向から実装基板３６に搭載したときに、その実装基板３６に設けられた接続端子３８に接続される部分である。

図１及び図２に戻って、コイル部品１０は、さらに、コア１２の上側半分を覆う外装樹脂部４０を有している。この外装樹脂部４０の外形は略角柱状となっており、表面実装の際に吸着面として機能する外装樹脂部４０の頂面４０ａは略平坦面となっている。この外装樹脂部４０の樹脂により、端子金具２０Ａ，２０Ｂの継線部３０が封止されて保護されている。なお、以下の説明では、適宜、外装樹脂部４０がない状態のコイル部品１０（すなわち、コア１２に端子金具２０Ａ，２０Ｂ及び巻線１８が取り付けられたもの）をコイル本体部５０と称す。

次に、上述したコイル部品１０を作製する手順について、図４〜図８を参照しつつ説明する。

まず、図４に示すように、上述した形状のコア１２を準備して、コア１２の両側の外側端面１６ａに形成されている穴２２に接着剤Ｓを塗布充填する。次に、対面部２４がコア１２の鍔部１６Ａ，１６Ｂと対面するようにして、端子金具２０Ａ，２０Ｂを、その内側表面２０ｂの側から鍔部１６Ａ，１６Ｂに取り付ける。この取り付けの際、端子金具２０Ａ，２０Ｂの折り返し部２８をコア１２の穴２２の縁に沿って挿入し、端子金具２０Ａ，２０Ｂの位置合わせをおこなう。この取り付けにより、端子金具２０Ａ，２０Ｂの折り返し部２８が、穴２２の中の接着剤Ｓに浸漬される。また、折り返し部２８を挿入することによって穴２２から溢れ出た接着剤Ｓを、端子金具２０Ａ，２０Ｂの対面部２４とコア１２の鍔部１６Ａ，１６Ｂとの間に介在させるようにして、対面部２４と鍔部１６Ａ，１６Ｂとを接着する。

端子金具２０Ａ，２０Ｂをコア１２に取り付けた後、図５に示すように、コア１２の巻回部１４に巻線１８を巻き付けると共に、巻線１８の各端部１８ａを端子金具２０Ａ，２０Ｂの継線部３０に熱圧着により接合する。このようにして、コア１２に端子金具２０Ａ，２０Ｂ及び巻線１８が取り付けられたコイル本体部５０を得る。

次に、図６に示す外装樹脂部形成用の型６０を準備する。この型６０には、外装樹脂部４０の形状に対応する四角形断面の溝６２が設けられている。この溝６２は、コイル本体部５０全体を収容することができる程度の寸法となっている。そして、型６０の溝６２の中に、外装樹脂部４０となるべき樹脂６４を所定量（溝が半分ほど埋まる程度の量）だけ注入した後、図７に示すように、溝６２の中にコイル本体部５０を継線部３０側から入れてコイル本体部５０を樹脂６４に浸す。このとき、溝６２の底面６２ａに、端子金具２０Ａ，２０Ｂの各位置決め部３４が当接し、コイル本体部５０が４点（四隅）において安定的に支持される。その後、樹脂６４に対して熱硬化処理を施し、樹脂６４をコイル本体部５０に固着させる。

最後に、型６０からコイル本体部５０を取りだして、コイル本体部５０に外装樹脂部４０が形成されたコイル部品１０が完成する（図８参照）。このように、型６０を用いて外装樹脂部４０を形成することで、従来のモールド成形では必要であった成形機を準備する必要がなくなり、成形設備の簡素化や成形作業の簡略化等を図ることができる。

上述したとおり、端子金具２０Ａ，２０Ｂをコア１２に取り付ける際には、端子金具２０Ａ，２０Ｂの折り返し部２８をコア１２の穴２２の縁に沿って挿入するようにして、位置合わせがおこなわれる。そのため、折り返し部２８及び穴２２の加工精度と同程度の精度で、位置合わせをおこなうことができる。一方、折り返し部２８及び穴２２がない場合には、平面同士での接合となるため、端子金具２０Ａ，２０Ｂをコア１２に取り付ける際の接合面内における位置合わせを精度よくおこなうことができない。

従って、以上で説明したコイル部品１０においては、端子金具２０Ａ，２０Ｂをコア１２に取り付ける際に、高い取り付け位置精度が確保されている。その結果、両端の端子金具２０Ａ，２０Ｂの間の位置ズレが効果的に抑制され、コイル部品１０を実装基板３６に搭載した際に高い安定性が実現される。また、上述した実施形態のように、コア１２に端子金具２０Ａ，２０Ｂを取り付けた後に、その端子金具２０Ａ，２０Ｂに極細の巻線１８を接続する場合には、端子金具２０Ａ，２０Ｂに高い取り付け位置精度が要求される。

なお、コア１２に形成された穴２２がすり鉢状傾斜面２２ａを有しているため、端子金具２０Ａ，２０Ｂをコア１２に取り付ける際、この傾斜面２２ａによって、折り返し部２８と穴２２とが同軸となるように案内される。それにより、端子金具２０Ａ，２０Ｂの折り返し部２８を穴２２へ容易に挿入することができる。

さらに、コイル部品１０においては、コア１２の穴に充填された接着剤Ｓに端子金具２０Ａ，２０Ｂの折り返し部２８が浸漬され、この折り返し部２８において、端子金具２０Ａ，２０Ｂがコア１２に接着されている。そのため、接着剤Ｓが円筒状の折り返し部２８の内面側にも回りこみ、このような接着剤Ｓのアンカー効果によって、端子金具２０Ａ，２０Ｂがコア１２に強固に接着される。一方、折り返し部２８及び穴２２がない態様では、平坦な面での接合となるため、十分な接着強度を実現することが困難である。つまり、コイル部品１０においては、端子金具２０Ａ，２０Ｂとコア１２との間の高い接着強度が実現している。その上、コイル部品１０においては、コア１２の端面１６ａと端子金具２０Ａ，２０Ｂの対面部２４との間にも接着剤Ｓが介在しているため、端子金具２０Ａ，２０Ｂとコア１２との間の接着強度のさらなる向上が図られている。

ここで、コイル部品１０に生じる渦電流について説明する。コイル部品１０には、巻回部１４に巻き付けられた巻線１８に電流が流れると、端子金具２０Ａ，２０Ｂの対面部２４に略直交する方向に磁場が生じる。そして、端子金具２０Ａ，２０Ｂの対面部２４には、その磁場の変化に起因してその面内に渦電流が生じる。この渦電流は、交流損失やインダクタンス等の特性を劣化させてしまうため、極力低減させる必要がある。

そして、上記コイル部品１０においては、端子金具２０Ａ，２０Ｂに貫通孔２６を形成することにより、上記渦電流が流れる部分の面積の縮小を図り、それによって渦電流の影響を効果的に抑制している。従って、コイル部品１０は上記特性の向上が図られており、高い特性を実現することができる。

ただし、単に対面部２４に貫通孔２９を形成しただけでは、図３（ｂ）に示すように、貫通孔２６を取り囲むような比較的大きな渦電流ＥＣが生じてしまい、コイル部品１０の特性に大きな影響を及ぼす。そこで、コイル部品１０においては、対面部２４に切り欠き部２９が形成することで、このような渦電流ＥＣの導通路を分断して、その発生を回避している。すなわち、コイル部品１０は切り欠き部２９を設けることで、上記特性のさらなる向上が図られている。なお、上述した貫通孔２６は切り欠き部２９の起部としても機能し、この貫通孔２６により、対面部２４の縁部から中央部まで延びる切り欠き部２９を容易に形成することができるようになっている。

なお、端子金具２０Ａ，２０Ｂの切り欠き部２９の態様は、例えば図９に示す態様等に変更することができる。

図９に示す端子金具１２０Ａは、端子金具２０Ａ，２０Ｂの幅方向（Ｙ方向）に沿って延びる切り欠き部２９に代えて、端子部３２から高さ方向（Ｚ方向）に沿って延びる切り欠き部２９Ａが設けられている点で、上述した端子金具２０Ａと異なる。この端子金具１２０Ａにおける切り欠き部２９Ａは、端子部３２を二等分に分断するようにして、対面部２４の下側の端部中央から貫通孔２６に向かって垂直に延びている。すなわち、この端子金具１２０Ａは、図９（ｂ）の正面図から明らかなように、Ｙ−Ｚ面において左右対称の形状となっている。従って、このような端子金具１２０Ａにおいては、コイル部品１０を実装基板３６に搭載した際に、端子金具２０Ａのように左右対称でないものに比べてコイル部品１０自体の高い安定性を実現することができ、高い横押し強度が得られる。また、切り欠き部が外部に露出している端子金具では、実装された後でも外力が加われば容易に変形してしまうが、端子金具１２０Ａでは、実装時に切り欠き部２９Ａの両側が接続端子３８に接続されるため、外力による変形が生じにくくなっている。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、コアに設けられた凹部は、穴に限らず、孔や溝などであってもよい。また、凹部の断面形状についても、円形及び四角形に限らず、その他の形状（例えば、多角形や楕円形）に適宜変更可能である。さらに、コアの巻回部や鍔部の断面形状は、円形に限らず、必要に応じて四角形等に変更してもよい。また、端子金具の切り欠き部の延在方向は、コイル部品の幅方向（Ｙ方向）や高さ方向（Ｚ方向）に限らず、これらの方向から所定角度だけ傾いた方向であってもよい。

本発明の実施形態に係るコイル部品を示した図である。 図１に示したコイル部品のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１及び図２に示した端子金具の図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。 図１及び図２に示したコイル部品の一製造段階を示した図である。 図１及び図２に示したコイル部品の一製造段階を示した図である。 図１及び図２に示したコイル部品の作製に用いる型を示した図である。 図１及び図２に示したコイル部品の一製造段階を示した図である。 図１及び図２に示したコイル部品の一製造段階を示した図である。 図３に示した端子金具とは異なる態様の端子金具を示した図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。

符号の説明

１０…コイル部品、１２…コア、１４…巻回部、１６Ａ，１６Ｂ…鍔部、１８…巻線、２０Ａ，２０Ｂ，１２０Ａ，２２０Ａ…端子金具、２２…穴、２４…対面部、２６，２６Ａ，２６Ｂ…貫通孔、２８…折り返し部、２９，２９Ａ…切り欠き部、３０…継線部、３２…端子部、５０…コイル本体部、Ｓ…接着剤。

Claims (2)

1. 巻線が巻回された巻回部を有するコアと、前記コアの前記巻回部の両側において対面する端面に取り付けられる一対の端子金具とを備え、
   前記端子金具は、
   前記コアの各端面に対面し、略中央部に孔が設けられた平板状の対面部と、
   前記対面部の一端側において前記対面部と一体的に設けられ、前記巻線に接続される継線部と、
   前記対面部の他端側において前記対面部と一体的に設けられ、実装基板に設けられた接続端子に接続されるべき端子部とを有し、
   前記対面部には、前記継線部と前記端子部との間の縁部から前記孔まで延びる切り欠き部が形成され、
   前記端子金具と前記コアとは前記対面部の孔の縁部において接着剤を介して接着されており、前記切り欠き部には、前記対面部の孔の縁部側において前記接着剤が施されている、コイル部品。
2. 前記コアの端面には、前記対面部の孔に対応する位置に凹部が形成されており、
   前記端子金具は、前記対面部の孔の縁部を折り返して形成され、前記凹部の縁に沿って前記凹部内に挿入された折り返し部をさらに有し、
   前記端子金具の前記折り返し部が挿入された前記コアの凹部に前記接着剤が充填され、前記切り欠き部には、前記折り返し部において前記接着剤が施されている、請求項１に記載のコイル部品。

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