JP4727325B2 - 面実装型コイル - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器等に用いる面実装型コイルに関する。

従来、電子機器等に用いる面実装型コイルが種々提案されている。これらの面実装型コイルは、巻線を巻回する巻軸部の両端に上鍔部と下鍔部とを有するドラム型コアを備え、このドラム型コアをリング型コア内に収容し、リング型コアの外周面に金属端子を装着して形成されている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。

特開２００１−３３８８１７号公報 特開２００１−３３８８１８号公報 特開２００３−１０９８２３号公報

ところで、このような面実装型コイルに電流が流れると巻線が発熱する。特に、リング型コアにドラム型コアを収納した状態ではリング型コアの上部に隙間が無く、巻線で発生した熱がリング型コアの内部に籠もってしまうことになる。

このため、電気的特性に変化が生じて設計通りの性能を十分に発揮できない場合があったり、加熱および冷却の繰り返しによりコア部材等の劣化を早めるおそれもあった。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、放熱効果を高めることにより、設計通りの性能を確実に発揮することができるとともに、耐久性に優れた面実装型コイルを提供することを目的とする。

本発明の面実装型コイルは、上述した目的を達成するため、巻線を巻回する巻軸部の両端に上鍔部と下鍔部とを有するドラム型コアと、
該ドラム型コアを収容するリング型コアと、
前記リング型コアの外周面において、互いに対向する位置に装着された２つの金属端子とを備えた面実装型コイルであって、
前記ドラム型コアの前記上鍔部が前記リング型コアの上端部に載置されており、
前記リング型コアの内周部の少なくとも、直径方向に対向する２か所において、上面から下面にかけて、断面円型状の空間部が設けられ、前記ドラム型コアの前記上鍔部が前記リング型コアの上端部に載置された際に、該空間部から前記巻線が引き出され得るように構成されており、
前記各金属端子は、それぞれ前記リング型コアの一外側面およびこの一外側面に隣接する２つの隅部を被覆する帯状部と、これらの隅部を上下方向から挟み込むように配された折曲部を有し、
前記各金属端子の折曲部のうち、少なくとも一方の隅部に対応する折曲部の上側部分であって、前記空間部に対応する位置に、前記巻線の端部と電気的に接続するための、該巻線の端部の一部が嵌り込む切り溝が形成され、
前記折曲部各々の前記上側部分の内側端部を、前記ドラム型コアの前記上鍔部の外周部に当接させることにより、該ドラム型コアの前記下鍔部の外周部と前記リング型コアの内周部との間に、所定幅の間隔を確保し得るように構成されていることを特徴とするものである。

ここで、前記各金属端子は、前記リング型コアの前記外側面および前記隅部に密着して取り付けられることが好ましい。

さらに、前記ドラム型コアの前記上鍔部の外周部に当接する、全ての前記金属端子の全ての折曲部の上側部分には、切り溝が設けられることが好ましい。

また、全ての前記金属端子の折曲部の下側部分が略六角形状の実装部であることが好ましい。

なお、上記特許文献１、上記特許文献２および上記特許文献３に記載された発明は、リング型コアの外周面に金属端子を装着しているが、この金属端子は、ドラム型コアおよびリング型コアが金属端子の取付部の近傍部分を残して実装基板から脱落することを防止するものである。すなわち、上記各特許文献に記載された発明は、衝撃信頼性の向上を目的としたものであり、本発明のように、放熱効果を高めることを目的としたものではなく、また、上記各特許文献には、本発明の目的、構成および作用効果に対する示唆は何ら示されていない。

本発明の面実装型コイルによれば、リング型コアの外周面において、互いに対向する位置に２つの金属端子が装着されているため、巻線で発生した熱は、リング型コアを経て各金属端子に伝導され、外気中に放散される。したがって、放熱効果が高まり、設計通りの性能を確実に発揮することができるとともに、耐久性を向上させることができる。

また、各金属端子を、リング型コアの外側面および隅部に密着して取り付けることにより、リング型コアと金属端子との間における熱伝導性が高まり、一層放熱効果を高めることができる。

また、各金属端子と、リング型コアの外側面および隅部との間に、熱伝導性部材を介在させることにより、リング型コアと金属端子との間における熱伝導性がさらに高まり、より一層放熱効果を高めることができる。

以下、図面に基づいて、本発明の面実装型コイルの実施形態を説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施形態に係る面実装型コイルを示すもので、図１は面実装型コイルの分解斜視図、図２は面実装型コイルの縦断面図、図３は金属端子を取り付けたリング型コアを上面から見た状態の斜視図、図４は金属端子を取り付けたリング型コアを下面から見た状態の斜視図である。

本発明の第１実施形態に係る面実装型コイル１０は、図１〜図４に示すように、巻線２１を巻回する巻軸部２２の両端部に上鍔部２３と下鍔部２４とを有するドラム型コア２０と、ドラム型コア２０を内部に収容するリング型コア３０とを備えており、リング型コア３０の外周面には、互いに対向する位置に２つの金属端子４０が装着されている。

ドラム型コア２０は、図１に示すように、上鍔部２３の外径が下鍔部２４の外径よりも大きく形成されている。なお、本実施形態では、上鍔部２３の外径がリング型コア３０の内径よりも大きく形成されており、リング型コア３０内にドラム型コア２０を収納した状態で、リング型コア３０の上端部にドラム型コア２０の上鍔部２３が載置された状態となる。さらに、図２に示すように、ドラム型コア２０の下鍔部２４は、その下面がリング型コア３０の下面よりも若干上側となるような位置に形成されている。

また、ドラム型コア２０の上鍔部２３の外周部には、図１に示すように、直径方向に対向する２箇所に溝部２５が形成されている。この溝部２５は、巻軸部２２に巻回された巻線２１の各端部２１ａ，２１ｂを外部に引き出すためのものである。

リング型コア３０は、図１に示すように、外形が略四角形をなすとともに、各隅部が切り欠かれて切欠面３１を形成し、対角に位置する各切欠面３１は互いに略平行とされている。また、リング型コア３０の各隅部付近の下面には、金属端子４０の実装部が嵌り込む嵌合凹部３２が形成されている。

また、リング型コア３０の内周部には、直径方向に対向する２箇所に、上面から下面にかけて断面略円形状の空間部３３が形成されている。なお、リング型コア３０にドラム型コア２０を挿入した際に、リング型コア３０に形成された空間部３３とドラム型コア２０に形成された溝部２５とが対向するようになっている。

各金属端子４０は、それぞれリング型コア３０の一外側面およびこの一外側面に隣接する２つの隅部を被覆する帯状部４１と、これらの隅部を上下方向から挟み込むように配された上方折曲部４２ａ，４２ｂ（折曲部の上側部分を構成する）および下方折曲部４２ｃ，４２ｄを有している。また、各金属端子４０の上方折曲部４２ａ，４２ｂのうち、一方の隅部に対応する上方折曲部４２ｂには、巻線２１の端部２１ａ，２１ｂを電気的に接続するための切り溝４３が形成されている。また、下方折曲部４２ｃ，４２ｄは、それぞれ略６角形状の実装部となっている。

本実施形態に係る面実装型コイル１０を組み立てるには、まず、ドラム型コア２０の巻軸部２２に巻線２１を巻回し、巻線２１の各端部２１ａ，２１ｂを外部に引き出しておく。

一方、リング型コア３０の一外側面およびこの一外側面に隣接する２つの隅部に金属端子４０を取り付ける。同様にして、リング型コア３０の他外側面およびこの他外側面に隣接する２つの隅部に金属端子４０を取り付ける。この際、リング型コア３０の上面隅部に、それぞれ上方折曲部４２ａ，４２ｂを位置させるとともに、下面隅部に設けた嵌合凹部３２内に、金属端子４０の各下方折曲部４２ｃ，４２ｄを嵌め込む。このようにして、リング型コア３０の外側面および隅部が金属端子４０の帯状部４１に囲まれるとともに、各隅部が上方折曲部４２ａ，４２ｂおよび下方折曲部４２ｃ，４２ｄにより上下から挟み込まれた状態となる。

続いて、リング型コア３０の上部からリング型コア３０内に、ドラム型コア２０を下鍔部２４側から挿入する。この際、リング型コア３０の空間部３３の上部に、ドラム型コア２０の溝部２５を位置させて、切り溝４３内に巻線２１の各端部２１ａ，２１ｂを位置させる。この際、リング型コア３０の下鍔部２４は、その外周部の一部が下方折曲部４２ｃ，４２ｄにより下側から支持されることとなる。そして、切り溝４３内に巻線２１の各端部２１ａ，２１ｂが一部嵌り込んだ状態で、上方折曲部４２ｂと巻線２１の各端部２１ａ，２１ｂとが、半田付け等の接着手段により電気的に接続される。

なお、金属端子４０の帯状部４１と、上方折曲部４２ａ，４２ｂおよび下方折曲部４２ｃ，４２ｄとは、リング型コア３０の外側面および隅部に密着させて取り付けることが好ましい。これにより、リング型コア３０と金属端子４０の間における熱伝導性が高まり、放熱効果を高めることができる。さらに、金属端子４０とリング型コア３０の外側面および隅部との間に、熱伝導性シリコン樹脂等の熱伝導性部材を介在させることが好ましい。これにより、リング型コア３０と金属端子４０との間における熱伝導性をさらに高めることができる。

また、本実施形態の面実装型コイル１０は、ドラム型コア２０の隅部が切り欠かれており、さらに、ドラム型コア２０の外側面および隅部が金属端子４０により囲まれているので、外部からの振動や衝撃が加えられた場合であっても、ドラム型コア２０が破損するおそれがなく、特に、車両積載用の面実装型コイル１０として最適に用いることができる。

次に、本発明の面実装型コイルの第２実施形態を説明する。図５および図６は、本発明の第２実施形態に係る面実装型コイルを示すもので、図５はそれを上面から見た状態の斜視図、図６は下面から見た状態の斜視図である。なお、第２実施形態に係る面実装型コイルは、上述した第１実施形態に係る面実装型コイルと多くの部分で共通している。そこで以下の説明では、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、共通する部分については適宜説明を省略する。また、図５および図６においては、図１〜図４で用いた番号に１００を加算した番号を用いることにより、第２実施形態と第１実施形態との構成要素の対応関係を示すこととした。

この第２実施形態に係る面実装型コイル１１０は、図５に示すように、ドラム型コア１２０の上鍔部１２３の外周部に、巻軸部（図示略）に巻回された巻線の各端部１２１ａ，１２１ｂを外部に引き出すための溝部１２５が、１／４周間隔で計４箇所に形成されている。

また、リング型コア１３０の内周部には、１／４周間隔で計４箇所に、上面から下面にかけて断面略円形状の空間部１３３（２箇所のみ示す）が形成されており、各空間部１３３は、リング型コア１３０にドラム型コア１２０を挿入した際に、ドラム型コア１２０に形成された各溝部１２５と対向するようになっている。

さらに、２つの金属端子１４０の各上方折曲部１４２ａ，１４２ｂには、巻線の端部を電気的に接続するための切り溝１４３が形成されており、各切り溝１４３は、ドラム型コア１２０に形成された各溝部１２５およびリング型コア１３０に形成された各空間部１３３と対向するようになっている。

このように構成された面実装型コイル１１０によれば、巻線の巻回数の調整を１／４周単位で行うことができるので、用途や仕様が変更されて巻線の巻回数等を変更する必要が生じた場合でも、金属端子１４０の形状を変更することなく柔軟に対応することが可能となっている。

また、図５に示すように、上記各上方折曲部１４２ａ，１４２ｂの内端部は、ドラム型コア１２０の上鍔部１２３の外周部に、溝部１２５を跨いで当接するように形成されており、これにより図６に示すように、ドラム型コア１２０の下鍔部１２４の外周部とリング型コア１３０の内周部との間に、所定幅ｄの間隔（クリアランス）を確保し得るようになっている。

このように構成された面実装型コイル１１０によれば、ドラム型コア１２０の下鍔部１２４の外周部とリング型コア１３０の内周部との間のクリアランス管理を確実に行うことができるので、インダクタンス値を安定させることが可能となっており、これにより信頼性および使い勝手の向上が図られている。

なお、上述した第１実施形態のものと同様に、金属端子１４０の帯状部１４１と、上方折曲部１４２ａ，１４２ｂおよび下方折曲部１４２ｃ，１４２ｄとは、リング型コア１３０の外側面および隅部に密着させて取り付けることが好ましく、これにより、リング型コア１３０と金属端子１４０の間における熱伝導性が高まり、放熱効果を高めることができる。さらに、金属端子１４０とリング型コア１３０の外側面および隅部との間に、熱伝導性シリコン樹脂等の熱伝導性部材を介在させることが好ましく、これにより、リング型コア１３０と金属端子１４０との間における熱伝導性をさらに高めることができる。

また、上述した第１実施形態のものと同様に、第２実施形態の面実装型コイル１１０は、ドラム型コア１２０の隅部が切り欠かれており、さらに、ドラム型コア１２０の外側面および隅部が金属端子１４０により囲まれているので、外部からの振動や衝撃が加えられた場合であっても、ドラム型コア１２０が破損するおそれがなく、特に、車両積載用の面実装型コイル１１０として最適に用いることができる。

なお、上述した第１および第２実施形態に係る面実装型コイル１０，１１０では、ドラム型コア２０，１２０およびリング型コア３０，１３０はフェライトにより形成されているが、コアの形成材料としてはこれに限られるものではなく、他の一般的なコア材料から選択することが可能であり、例えば、パーマロイ、センダスト、鉄カルボニル等の材料を用いることが可能であり、これらの微粉末を圧縮成型したダストコアを使用することも可能である。

また、本発明の面実装型コイルは、車両積載用の面実装型コイルに限られず、各種の電子機器に用いることができる。

本発明の第１実施形態に係る面実装型コイルの分解斜視図 本発明の第１実施形態に係る面実装型コイルの縦断面図 金属端子を取り付けたリング型コアを上面から見た状態の斜視図 金属端子を取り付けたリング型コアを下面から見た状態の斜視図 本発明の第２実施形態に係る面実装型コイルを上面から見た状態の斜視図 本発明の第２実施形態に係る面実装型コイルを下面から見た状態の斜視図

符号の説明

１０，１１０ 面実装型コイル
２０，１２０ ドラム型コア
２１ 巻線
２１ａ，２１ｂ，１２１ａ，１２１ｂ 巻線端部
２２ 巻軸部
２３，１２３ 上鍔部
２４，１２４ 下鍔部
２５，１２５ 溝部
３０，１３０ リング型コア
３１ 切欠面
３２ 嵌合凹部
３３，１３３ 空間部
４０，１４０ 金属端子
４１，１４１ 帯状部
４２ａ，４２ｂ，１４２ａ，１４２ｂ 上方折曲部
４２ｃ，４２ｄ，１４２ｃ，１４２ｄ 下方折曲部
４３，１４３ 切り溝
ｄ 間隔の幅

Claims (4)

1. 巻線を巻回する巻軸部の両端に上鍔部と下鍔部とを有するドラム型コアと、
   該ドラム型コアを収容するリング型コアと、
   前記リング型コアの外周面において、互いに対向する位置に装着された２つの金属端子とを備えた面実装型コイルであって、
   前記ドラム型コアは、前記上鍔部の外径が前記下鍔部の外径よりも大きく形成されており、
   前記リング型コアは、外形が略四角形をなすとともに、各隅部が切り欠かれて切欠面を形成し、対角に位置する各切欠面は互いに略平行とされており、
   前記ドラム型コアの前記上鍔部が前記リング型コアの上端部に載置されており、
   前記リング型コアの内周部の少なくとも、直径方向に対向する２か所において、上面から下面にかけて、断面円型状の空間部が設けられ、前記ドラム型コアの前記上鍔部が前記リング型コアの上端部に載置された際に、該空間部から前記巻線が引き出され得るように構成されており、
   前記各金属端子は、それぞれ前記リング型コアの一外側面およびこの一外側面に隣接する２つの隅部を被覆する帯状部と、これらの隅部を上下方向から挟み込むように配された折曲部を有し、
   前記各金属端子の折曲部のうち、少なくとも一方の隅部に対応する折曲部の上側部分であって、前記空間部に対応する位置に、前記巻線の端部と電気的に接続するための、該巻線の端部の一部が嵌り込む切り溝が形成され、
   前記折曲部各々の前記上側部分の内側端部を、前記ドラム型コアの前記上鍔部の外周部に当接させることにより、該ドラム型コアの前記下鍔部の外周部と前記リング型コアの内周部との間に、所定幅の間隔を確保し得るように構成されていることを特徴とする面実装型コイル。
2. 前記各金属端子は、前記リング型コアの前記外側面および前記隅部に密着して取り付けられることを特徴とする請求項１記載の面実装型コイル。
3. 前記ドラム型コアの前記上鍔部の外周部に当接する、全ての前記金属端子の全ての折曲部の上側部分には、切り溝が設けられることを特徴とする請求項１記載の面実装型コイル。
4. 全ての前記金属端子の折曲部の下側部分が略六角形状の実装部であることを特徴とする請求項３記載の面実装型コイル。

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