JP5935309B2 - コイル部品 - Google Patents

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Description

本発明は、各種電気製品、電子機器等に用いられるコイル部品に関する。
従来のコイル部品には、例えば下記の特許文献1に記載されているように、導線を巻き回したコイルを磁性材料によって形成された磁心内に埋設させたものがある。このコイル部品では、コイルを磁心内に埋設し、コイルの引き出し線、いわゆる端末部はコイルの側面部から突出している。
また、このコイル部品の平板状の端子は、その一部が磁心内に埋設され、残りの部分がコイル部の端末部と同様に磁心の側面部から突出している。そして、この端子とコイルの端末部とを重ねて接続することで、端子とコイルとを電気的に導通させている。また、端子は、磁心の側面部と底面部の稜線、いわゆる角部に沿って略90度に折り曲げられている。
特開2005−310869号公報
しかしながら、特許文献1に開示されたコイル部品では、端子が略平板状に形成されている。そして、平板状の部材を略90度に折り曲げるためには、過大な力が必要であった。そのため、折り曲げ時に端子に加える力の調節が難しく、端子の折り曲げ精度が低下していた。その結果、特許文献1に開示されたコイル部品では、端子の折り曲げ角度のばらつきや、所定の屈曲線に沿って折り曲げられていない等によって、折り曲げた後の端子の先端の位置や、コイル部品そのものの外形寸法にばらつきが生じていた。
上記課題を解決するために、本発明によるコイル部品は、磁心と、コイルと、平板状の端子とを備えている。磁心は、磁性材料により形成され、上面部と、上面部と対向する底面部と、上面部及び底面部と略垂直に連続する側面部とを有する。コイルは、磁心の内部に埋設され、磁心の側面部より端末部が突出する。平板状の端子は、磁心の側面部から突出し、磁心の底面部に折り曲げられ、コイルの端末部と接続する。
そして、平板状の端子における磁心の側面部から底面部に折り曲げられる箇所と対応する位置に開口部が形成される。
また、平板状の端子の開口部には充填部材が充填される。そして、充填部材は、平板状の端子を実装する際に用いられる半田の融点よりも高い融点を有する半田が用いられる。
そこで本発明は上記課題に鑑み、端子を折り曲げる際に必要な力を小さくし、高い折り曲げ精度を確保できるコイル部品を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明によるコイル部品は、磁心と、コイルと、平板状の端子とを備えている。磁心は、磁性材料により形成され、上面部と、上面部と対向する底面部と、上面部及び底面部と略垂直に連続する側面部とを有する。コイルは、磁心の内部に埋設され、磁心の側面部より端末部が突出する。平板状の端子は、磁心の側面部から突出し、磁心の底面部に折り曲げられ、コイルの端末部と接続する。
そして、平板状の端子における磁心の側面部から底面部に折り曲げられる箇所と対応する位置に開口部が形成される。
本発明のコイル部品によれば、平板状の端子を小さい力で折り曲げることができるため、折り曲げ精度を高くすることができ、平板状の端子を磁心の側面部と底面部の角部に沿って綺麗に折り曲げることができる。その結果、端子の折り曲げ精度を高くすることができるため、外形寸法精度の良好なコイル部品を提供することができる。
本発明の第1の実施の形態例にかかるコイル部品の斜視図である。 本発明の第1の実施の形態例にかかるコイル部品の側面図である。 本発明の第1の実施の形態例にかかるコイル部品における平板状の端子を折り曲げる前の状態を示す斜視図である。 本発明の第1の実施の形態例にかかるコイル部品の概略断面図である。 本発明の第2の実施の形態例にかかるコイル部品の斜視図である。 本発明の第2の実施の形態例にかかるコイル部品の側面図である。 本発明の第3の実施の形態例にかかるコイル部品の斜視図である。 本発明の第3の実施の形態例にかかるコイル部品における平板状の端子を折り曲げる前の状態を示す斜視図である。 本発明の第4の実施の形態例にかかるコイル部品の斜視図である。
以下本発明の実施の形態にかかるコイル部品について、図1〜図9を基に説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
1−1.コイル部品の構成
1−2.コイル部品の製造方法
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
4.第4の実施の形態
1.第1の実施の形態
1−1.コイル部品の構成
まず、図1〜図4を用いて、本発明の第1の実施の形態例(以下、「本例」という。)にかかるコイル部品の構成について説明する。
図1は、本例のコイル部品の斜視図である。また、図2は本例のコイル部品の側面図であり、図3はコイル部品における平板状の端子を折り曲げる前の状態を示す斜視図である。図4は、図2におけるX−X’断面図である。
本例のコイル部品100は、自動車や各種電気製品、電子機器等に用いられるものである。図1に示すように、コイル部品100は、例えば磁性材から成る磁心10と、コイル1と、コイル1のコイル端末部2に接続する2つの端子部3とを備える。
磁心10を構成する磁性材は、ここでは特に限定しないが、例えばMn−Zn系やNi−Zn系のフェライトや、Fe、CoおよびNiの一種以上を主成分とする軟磁性合金であるセンダスト(Fe−Si−Al合金)、パーマロイ(Fe−Ni合金、Fe−Ni−Mo合金)、Fe−Si合金、Fe−Co合金、Fe−P合金、アモルファス金属またはカルボニル鉄粉などが挙げられる。そして、これらの磁性材料と、熱硬化性樹脂(例えばエポキシ樹脂等)を始め各種樹脂材料を混合した造粒粉をプレス成形し加熱硬化することで形成される。
また、磁心10は、略立方体状に形成されており、上面部10aと、上面部10aと略平行に対向する底面部10bと、上面部10a及び底面部10bと略垂直に連続し、互いに対向する2つの側面部10cとを有する。また、磁心10は、上面部10a及び底面部10bと略垂直に連続すると共に2つの側面部10cとも略垂直に連続する正面部10dと、背面部10e(図2参照)を有する。この磁心10内には、コイル1が埋設される。
コイル1は、丸線や平角線等の導線が巻き回されることによって構成される。コイル1を構成する導線の2つのコイル端末部2は、磁心10の対向する2つの側面部10cからそれぞれ磁心10の外部に突出している。
なお、平板状の端子部3とコイル端末部2の接続部分においては、導線を覆う絶縁被膜が除去されており、例えば銅材等による導線が露出した状態とされている。また、本例におけるコイル端末部2は、丸線を潰し加工することにより扁平形状に加工されている。なお、本例では、コイル端末部2を扁平形状に加工した例を説明したが、これに限定されるものではなく、潰し加工を行わず、丸線のままにしてもよい。そして、このコイル端末部2は、磁心10の外部において端子部3と接続されている。
本発明の平板状の端子を示す端子部3は、略平板状に形成されている。端子部3は、コイル端末部2と共に磁心10の側面部10cに沿って底面部10b側に折曲されている。さらに、端子部3は、側面部10cと底面部10bとの稜線、いわゆる角部に沿って、略90度に折り曲げられている。
このとき、コイル端末部2は、端子部3の裏面側、すなわち、図4に示すように、端子部3と磁心10との間に配置される。したがって、コイル端末部2がコイル部品100の最外面に位置しない。これにより、コイル部品100の最外面は端子部3の表面となるので、コイル端末部2の潰し加工精度に関わらず、コイル部品100の外形を均一にすることができる。
また、後述するように、内部に端子部3の一部とコイル1とを埋め込んで磁心10を一体成形した後、コイル端末部2と端子部3が磁心10の外周方向へ突出した状態では、コイル端末部2が端子部3の折曲方向側に配置される。このため、端子部3を磁心10の側面部10cに沿う方向に折り曲げる際には、押し込み治具と端子部3表面とを面接触させることができる。
したがって、端子部3に均一な力を安定して同一方向に加えることが可能となる。このため、コイル端末部2及び端子部3の高い折曲加工精度を実現することができ、コイル部品100の外形寸法のばらつきを低減することができる。
また、図1に示すように、端子部3における長手方向の一端部には、切欠部31が設けられている。切欠部31は、端子部3の端部を開放した形状に切り欠いたものである。そして、この切欠部31により、端子部3における長手方向の一側には、2つの突出端子部35が形成される。2つの突出端子部35は、磁心10の側面部10cから磁心10内に埋め込まれている。
図2に示すように、この切欠部31内には、コイル端末部2の一部が配置される。そして、切欠部31において、端子部3とコイル端末部2が磁心10の側面部10cに沿って底面部10b側に折曲している。このとき、折曲位置におけるコイル端末部2は、端子部3に接触しない。これにより、折曲の際には、コイル端末部2における折曲部分を切欠部31にて逃がすことができ、正確な折曲を行うことが可能となる。
なお、本例では、切欠部31として端部の一端が開放された形状を説明したが、これに限定されるものではない。少なくとも折曲位置においてコイル端末部2が端子部3に対して非接触とされていればよいので、例えば、端子部3に開口部を設け、その開口部をコイル端末部2の折曲位置近傍に配置してもよい。
さらに、図3に示すように、端子部3における長手方向の中途部には、矩形状に開口した開口部37が形成されている。図1及び図4に示すように、この開口部37は、端子部3が側面部10cと底面部10bの角部に沿って折曲する箇所に設けられている。
これにより、折曲箇所における端子部3の断面積を小さくすることができ、開口部37を設けていない端子部よりも小さな力で端子部3を折曲することができる。これにより、端子部3を折り曲げる際に加える力の調節が行いやすくなり、折曲精度を高めることができ、端子部3を磁心10における側面部10cと底面部10bの角部に沿って綺麗に折曲することができる。
また、端子部3の折曲に要する力が小さくなるため、折曲の際に磁心10の角部にかかる力も小さくできる。これにより、端子部3の折曲時に磁心10の角部が破損することを抑制できる。
ここで、端子部3に開口部37を設けなかった場合を考える。この場合、折曲箇所における端子部3の断面積は、開口部37を設けた場合と比べて大きいため、折曲の際に必要な力は大きくなる。そのため、端子部3が側面部10cと底面部10bの角部に沿って綺麗に折曲せずに、端子部3の折曲箇所の一部が膨らむ場合がある。その結果、端子部3が底面部10bと平行にならずに、コイル部品100の外形寸法にばらつきが生じる恐れがある、
これに対して、本例のコイル部品100は、開口部37を設けたことで端子部3を側面部10cと底面部10bの角部に沿って綺麗に折り曲げることができる。そのため、折り曲げた後の端子部3の一部を底面部10bに対して略平行にすることができ、コイル部品100の外形寸法精度を向上させることができる。
図2に示すように、開口部37は、第1の縁37aと、この第1の縁37aと略平行に対向する第2の縁37bと、第1の縁37a及び第2の縁37bを接続する2つの第3の縁37cを有する。第1の縁37a及び第2の縁37bは、端子部3における長手方向に沿って延在する第1の縁3a及び第2の縁3bと略平行をなしている。したがって、第1の縁37aと第2の縁37bの間隔は、どの箇所でも同じである。
そのため、端子部3を折り曲げた際に、端子部3における折曲箇所の開口部37の開口の長さを常に略等しくすることができる。これにより、端子部3の折曲箇所が若干ずれても、開口部37の開口の長さが変化することがない。すなわち、折曲箇所における端子部3の断面積が常に一定となるため、常に同じ力で端子部3を折り曲げることができる。その結果、端子部3の折曲精度をさらに高めることができる。
なお、開口部37の幅の長さは、すなわち第1の縁37aと第2の縁37bの間隔は、端子部3の幅(第1の縁3aと第2の縁bの間隔)の長さの1/3以上に設定される。
また、図3に示すように、コイル部品100を製造する際、端子部3に設けた開口部37に治具等を挿入することで、コイル1のコイル端末部2を切断することができる。そのため、端子部3を側面部10cから底面部10b側に折り曲げる際は、端子部3のみを折曲することになる。そのため、端子部3の折曲に必要な力を、端子部3とコイル端末部2と共に折り曲げるときよりも小さくすることができる。
さらに、図4に示すように、磁心10には、2つの第1の溝部4及び第2の溝部5が設けられている。第1の溝部4は、側面部10c及び底面部10bに設けられている。この第1の溝部4は、側面部10cにおける上面部10a側の一端から底面部10b側の他端にかけて連続し、底面部10bの略中央部まで延在している。
この第1の溝部4は、磁心10の側面部10c及び底面部10bの最外面から一段凹んだ凹部である。第1の溝部4の幅は、端子部3の幅よりも大きく形成されている。そして、この第1の溝部4には、折曲された端子部3が配置される。これにより、磁心10の側面部10cから端子部3が突出する量を小さくすることができ、コイル部品100の小型化を図ることができる。また、第1の溝部4の幅を端子部3の幅よりも大きく形成することにより、端子部3が歪んだり、熱膨張したりしても確実に第1の溝部4内に端子部3を配置することができる。
なお、第1の溝部4の溝の深さを端子部3の厚みより大きくすることにより、多少の折曲の誤差があったとしても、折曲後の端子部3が磁心10の側面部10c及び底面部10bより突出しないようにしてもよい。これにより、磁心10の側面部10c及び底面部10bそのものをコイル部品100の最外面とすることができ、安定して狭公差の外形寸法を提供することができる。
また、磁心10の側面部10cに形成された第1の溝部4には、第2の溝部5が設けられている。第2の溝部5は、磁心10の側面部10cにおけるコイル端末部2が突出する位置から側面部10cにおける底面部10b側の他端にかけて設けられている。
図2及び図3に示すように、この第2の溝部5は、第1の溝部4の段差面4aからさらに一段凹んだ凹部である。第2の溝部5の幅は、コイル端末部2の幅より広く形成されている。また、第2の溝部5の深さは、コイル端末部2の厚さとほぼ同じ大きさ、あるいは若干大きく形成されている。
そして、図4に示すように、この第2の溝部5には、折曲されたコイル端末部2が格納される。コイル端末部2は、潰し加工が施されているため、潰し加工精度にばらつきが生じるおそれがある。しかしながら、本例のコイル部品100のように、コイル端末部2を第2の溝部5に格納することで、コイル端末部2の潰し加工精度に関わらず安定した外形寸法を提供することができる。
1−2.コイル部品の製造方法
次に、上述した構成を有するコイル部品100の製造方法について説明する。
まず、例えば銅材の周囲を絶縁被膜によって被覆した導線を所定の回数巻き回し、コイル1を形成する。次に、コイル1の2つのコイル端末部2に端子部3を配置する。そして、コイル端末部2に例えば、プレス機や治具等にて圧力を加え、潰し加工を行う。これにより、コイル端末部2は、扁平な形状に加工され、後の工程において端子部3にコイル端末部2を接続しやすくなる。
なお、予めコイル端末部2の潰し加工を行ったコイル1に端子部3を配置してもよい。
次に、金型の内部にコイル1と端子部3を配置し、磁性材と熱硬化性樹脂等による造粒粉を金型内に充填する。そしてプレスすることにより、圧粉体を形成する。そして、この圧粉体を加熱硬化することにより、図3に示す磁心10を形成する。次に、端子部3に設けた開口部37に治具を入れてコイル1のコイル端末部2を所定の長さに切断する。
そして磁心10表面に防錆処理を施すとともに、例えばはんだや溶接等によって端子部3とコイル端末部2とを接合する。最後に、治具等を用いて端子部3を磁心10の底面部10b側へ押し込むことにより、端子部3とコイル端末部2を磁心10の側面に沿って折曲する。これにより、図4に示すように、コイル端末部2が磁心10の側面部10cに設けた第2の溝部5に格納される。さらに、図3に示すように、端子部3の一部が磁心10の側面部10cに設けた第1の溝部4に配置される。
なお、磁心10に埋設される側の端子部3の端部には切欠部31が設けられており、ここにコイル端末部2が配置される。このため、折曲位置におけるコイル端末部2は端子部3に接触しない。これにより、折曲の際には、コイル端末部2の上述した突出長さ分を切欠部31にて逃がすことができ、正確な折曲を行うことが可能となる。
次に、磁心10の側面と底面の角部、いわゆる稜線において、磁心10の底面に沿って端子部3をさらに折曲する。これにより、端子部3の一部が磁心10の底面部10bに設けた第1の溝部4に配置される。
また、端子部3における側面部10cと底面部10bの角部で折曲する箇所には、矩形状の開口部37が設けられている。そのため、端子部3の折曲箇所の断面積を小さくすることができ、端子部3の折曲に要する力を小さくすることができる。これより、端子部3を折り曲げる際に加える力の調節が行いやすくなり、折曲精度を高めることができる。その結果、端子部3を磁心10における側面部10cと底面部10bの角部に沿って略90度に綺麗に折曲することができる。
さらに、コイル端末部2を開口部37で切断しているため、端子部3を側面部10cから底面部10b側に折り曲げる際は、端子部3のみを折曲することになる。そのため、端子部3の折曲に要する力を、端子部3とコイル端末部2と共に折り曲げるときよりも小さくすることができる。
これにより、図1に示すようにコイル部品100が完成し、検査工程を経た後出荷となる。
なお、製造方法としてはこの一例に限定せず、例えばコイル端末部の潰し加工を、コイル1を形成する行程で行う等、順序を適宜変更することも可能である。
本実施の形態においては、図3にも示すように、コイル端末部2が端子部3の裏側、すなわち端子部3と磁心10との間に配置されている。したがって、端子部3を折曲する時には、治具と端子部3表面とを確実に面接触させることができるため、力を均一にかつ同一方向へ安定して加え、端子部3を押し込むことができる。
このため、精度良く端子部3を折曲できるので、外形寸法のばらつきを低減することができる。
また、磁心10の側面には、第1の溝部4が形成されているので、折曲されたコイル端末部2を第1の溝部4内に格納することができる。これにより、コイル端末部2の潰し加工精度に関わらず、外形寸法精度を高めることができ、製品の小型化も図ることができる。
2.第2の実施の形態
次に本発明の第2の実施の形態例にかかるコイル部品について図5及び図6を参照して説明する。
図5は、第2の実施の形態例にかかるコイル部品200の構成を示す斜視図、図6はコイル部品を示す側面図である。なお、第1の実施の形態(図1〜図4)と対応する部位については同符号を付し、重複を避けるものとする。
図5及び図6に示すように、第2の実施の形態例にかかるコイル部品200は、端子部3に設けた開口部37に充填部材41を充填したものである。この充填部材41は、端子部3を磁心10の側面部10cから底面部10b側に折り曲げた後に、開口部37に充填されるものである。
充填部材41としては、例えば、コイル部品200を基板等に実装する際に用いる半田の融点よりも高い融点を有する半田が用いられる。
また、充填部材41として半田に限定されるものではなく、その他の導電性を有するものを充填部材に適用してもよく、例えば端子部3の開口部37に対応した形状を有する略L字状の部材を導電性の接着剤等で開口部37内に固定してもよい。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるコイル部品100と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するコイル部品200によっても、上述した第1の実施の形態例にかかるコイル部品100と同様の作用及び効果を得ることができる。
なお、この第2の実施の形態例にかかるコイル部品200によれば、図6に示すように、コイル部品200を基板等に実装する際に、端子部3における開口部37の両端の領域T1だけでなく、充填部材41を含む領域T2にも基板実装時に半田フィレットを形成することができる。これにより、半田フィレットを形成する面積が第1の実施の形態例にかかるコイル部品100よりも増加するため、コイル部品200と基板との固着強度を高めることがきる。
3.第3の実施の形態例
次に、図7及び図8を参照して本発明の第3の実施の形態例にかかるコイル部品について説明する。
図7は、第3の実施の形態例にかかるコイル部品300を示す斜視図、図8はコイル部品300における端子部3を折り曲げる前の状態を示す斜視図である。
この第3の実施の形態例にかかるコイル部品300が第1の実施の形態例にかかるコイル部品100と異なる点は、コイルのコイル端末部を切断する位置と、磁心の形状である。そのため、ここでは、コイル端末部及び磁心について説明し、コイル部品100と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図7に示すように、コイル部品300は、例えば丸線や平角線等の導線を巻き回したコイル1と、磁性材料により形成され、コイル1を内部に埋設した磁心10と、コイル1のコイル端末部2に接続された端子部3とを備える。
端子部3は、第1の実施の形態例にかかるコイル部品100の端子部3と同一の構成を有しており、磁心310の側面部310cに沿って底面部310b側に折曲されている。そして、端子部3は、側面部310cと底面部310bとの角部に沿って、側面部310cから底面部310bに折曲されている。
図8に示すように、コイル1のコイル端末部2は、端子部3の開口部37で切断されることなく、端子部3における切欠部31とは反対側の端部で切断される。そして、図7に示すように、コイル端末部2は、端子部3と共に磁心310の側面部310cに沿って折曲され、さらに磁心310の側面部310cと底面部310bとの角部でも折曲される。
また、図8に示すように、磁心310には、第1の実施の形態例にかかる磁心10と同様に、第1の溝部304と、第2の溝部305が形成されている。
この第3の実施の形態例にかかるコイル部品300では、コイル端末部2が、端子部3と共に底面部310bまで延在している。そのため、コイル端末部2の折曲後、磁心310の底面部310bからコイル端末部2の厚さ分だけ突出してしまう。よって、図8に示すように、この第3の実施の形態例では、第2の溝部305が側面部310cから底面部310bの中途部まで連結して設けられている。
これにより、磁心310の側面部310cと底面部310bとの角部において折曲したコイル端末部2を、磁心310の底面部310b側に連接した第2の溝部305内に格納することが可能となる。したがって、コイル端末部2を端子部3の開口部37で切断しない場合においても、コイル部品の小型化を図ることができる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるコイル部品100と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するコイル部品300によっても、上述した第1の実施の形態例にかかるコイル部品100と同様の作用及び効果を得ることができる。
4.第4の実施の形態例
次に、本発明の第4の実施の形態例にかかるコイル部品について図9を参照して説明する。
図9は、第4の実施の形態例にかかるコイル部品400の斜視図である。なお、第3の実施の形態(図7〜図8)と対応する部位については同符号を付し、重複を避けるものとする。
図9に示すように、この第4の実施の形態例にかかるコイル部品400は、第3の実施の形態例にかかるコイル部品300における端子部3の開口部37に充填部材441を充填したものである。
その他の構成は、上述した第3の実施の形態例にかかるコイル部品300と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するコイル部品400によっても、上述した第1の実施の形態例にかかるコイル部品100と同様の作用及び効果を得ることができる。
また、この第4の実施の形態例にかかるコイル部品400によれば、第2の実施の形態例にかかるコイル部品200と同様の効果を得ることができる。すなわち、コイル部品400を基板等に実装する際に、端子部3における開口部37の両端の領域だけでなく、充填部材441を含む領域にも基板実装時に半田フィレットを形成することができ、コイル部品400と基板との固着強度を高めることができる。
以上、本発明によるコイル部品の実施の形態について説明した。本発明は上記実施の形態にとらわれることなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、なお考えられる種々の形態を含むものであることは言うまでもない。
1…コイル、 2…コイル端末部、 3…端子部(端子)、 4,304…第1の溝部、 5,305…第2の溝部、 10…磁心、 10a…上面部、 10b…底面部、 10c…側面部、 31…切欠部、 35…突出端子部、 37…開口部、 37a…第1の縁、 37b…第2の縁、 41…充填部材、 100,200,300,400…コイル部品

Claims (3)

  1. 磁性材料により形成され、上面部と、前記上面部と対向する底面部と、前記上面部及び前記底面部と略垂直に連続する側面部とを有する磁心と、
    前記磁心の内部に埋設され、前記磁心の側面部より端末部が突出したコイルと、
    前記磁心の側面部から突出し、前記磁心の底面部に折り曲げられ、前記コイルの端末部と接続する平板状の端子と、を備え、
    前記平板状の端子における前記磁心の側面部から底面部に折り曲げられる箇所と対応する位置に開口部が形成され、
    前記平板状の端子の前記開口部には充填部材が充填され、
    前記充填部材は、前記平板状の端子を実装する際に用いられる半田の融点よりも高い融点を有する半田が用いられる
    ことを特徴とするコイル部品。
  2. 前記コイルの端末部の一端は、前記平板状の端子の前記開口部で切断される
    請求項1に記載のコイル部品。
  3. 前記平板状の端子の前記開口部は、矩形状に形成されている
    請求項1に記載のコイル部品。
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