JP7063132B2 - コイル部品 - Google Patents
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Description
巻芯部を有するコアと、
前記巻芯部に巻回され、複数のワイヤを含むコイルと
を備え、
前記コイルは、前記複数のワイヤが互いに撚り合わされた撚り線部を有し、
前記撚り線部は、前記巻芯部に連続して複数ターン巻回された第1層と、前記第1層から連続して前記第1層上に巻回された第2層と、を含むバンク領域を有し、
前記バンク領域は、前記第2層のターン数が前記第1層のターン数よりも、2ターン以上少ない疎巻である。
なお、第1層の最終ターンとは、第1層のうち、第1層と第2層を接続する部分の直前で巻芯部に巻回されたターンを指す。また、ターン序数とは、コイルの一端から数えた巻芯部へのターン数、すなわちコイルの一端から数えたターンの順序を表すものであり、例えば、コイルの一端から数えて最初の巻芯部へのターンを第1ターン、その次のターンを第2ターンとし、iを整数とするとき、コイルの一端から数えてi番目のターンを第iターンと表現する。
前記複数のバンク領域の層数は、それぞれ、2層であり、
前記両端を除く全てのバンク領域において、前記第1層のターン数は、4ターンであり、前記第2層のターン数は、2ターンである。
前記コアは、前記巻芯部の第1端に設けられた第1鍔部と、前記巻芯部の第2端に設けられた第2鍔部と、前記第1鍔部に設けられた第1電極部および第2電極部と、前記第2鍔部に設けられた第3電極部および第4電極部と、を含み、前記コイルは、前記第1電極部と前記第3電極部とに電気的に接続された第1ワイヤと、前記第2電極部と前記第4電極部とに電気的に接続された第2ワイヤと、を含み、前記第1ワイヤと前記第2ワイヤは前記巻芯部に対して同一方向に巻回されている。
なお、撚り線部における撚り回数は、互いに撚り合わされた複数のワイヤの位置関係が360°回転したときを1回とする。例えば、2本のワイヤにおいて、ワイヤの位置関係が180°回転したとき、すなわち2本のワイヤがちょうど入れ替わったときの撚り回数を0.5回とし、さらにワイヤの位置関係が180°回転したとき、すなわち2本のワイヤの位置関係が最初に戻ったときの撚り回数を1回とする。
図1は、コイル部品の第1実施形態を示す下面側からみた斜視図である。図1に示すように、コイル部品1は、コア10と、コア10に巻回されたコイル20と、コア10に設けられコイル20が電気的に接続され、外部端子となる第1電極部31、第2電極部32、第3電極部33および第4電極部34と、コア10に取り付けられた板部材15とを備える。
コイル20は、巻芯部13に巻回された巻回領域Z1と、巻芯部13に巻回されていない非巻回領域Z2とを有する。より詳細には、非巻回領域Z2は、巻回領域Z1の両側のそれぞれに位置し、巻芯部13から離れて電極部31~34に接続される領域である。
なお、通常、小型化又は高インダクタンス化の観点からは、巻芯部13へのコイル20の巻回効率を向上するため、第2層は可能な限り多くのターン数で巻回されることが望ましい。また、現実的には、第1ワイヤ21および第2ワイヤ22の巻回形状の安定性から、図3に示すように、第2層は、第1層の隣接するターン間で形成される窪み上に巻回される。したがって、実現可能な範囲で第2層を可能な限り多く巻回する場合、第5バンク領域B5のように、第2層が第1層よりも1ターン少なく巻回される密巻となる。
一方で、コイル部品1では、上記思想とは異なり、第1から第4バンク領域B1~B4は、第2層のターン数が第1層のターン数よりも2ターン以上少ない疎巻である。つまり、コイル部品1の構成は、巻芯部13へのコイル20の巻回効率を多少犠牲にしても、撚り線部25の重なりによって発生する線間容量を低減し、モード変換特性の悪化を抑制した方が、有用な特性が得られる、という本願発明者らの新しい発見に基づいて初めて想到されるものである。
図1と図4に示すように、第1電極部31は、下面113上に設けられる下面側下地電極311と、外面112上に設けられる外面側下地電極312とを有する。外面側下地電極312は、下面側下地電極311の外面112側の端部上から外面112上に延びる形状である。
図5に示すように、好ましくは、第1鍔部11は、上面114と外面112との間に第1面取り部116を有し、上面114と2つの側面115との間に第2面取り部117を有する。第1、第2面取り部116,117は、上に凸となる曲面形状に面取りされている部分である。これによれば、第1鍔部11の上面114と第2鍔部12の上面124に板部材15を接着する場合、第1鍔部11の第1、第2面取り部116,117に接着剤のたまり場ができ、接着剤が第1鍔部11の外面112側や側面115側に漏れにくくなる。なお、第1、第2面取り部116,117は、下に凸となる曲面形状や、平面形状に面取りされていてもよい。
(板部材15)
板部材15は、長さが約3.3mm、幅が約2.6mm、厚みが約0.7mmである。板部材15の厚みは0.3~2.0mmが好ましく、0.3mm以上であることにより、インダクタンス値を確保でき、2.0mm以下であることにより、低背化を実現できる。板部材15は化学的に洗浄されていることが好ましく、これによりコア10との接着に用いる接着剤の濡れ性や、コア10と板部材15の固着力が向上する。板部材15の下面の平坦度は5μm以下であることが好ましく、これにより、第1鍔部11、第2鍔部12との間に発生する隙間が低減され、インダクタンス値の低下が抑制される。板部材15の長さ及び幅はコア10の長さ及び幅よりも約0.1mm大きいことが好ましく、板部材15のコア10への接着時に発生し易い長さ方向及び幅方向のずれに対して、第1鍔部11、第2鍔部12と重なる接続面積が確保され、安定して閉磁路が形成されることにより、インダクタンス値の低下が抑制される。
コア10の巻芯部13は、第1端131から第2端132に向かって延びる形状であり、巻芯部13の延びる方向に直交する横断面は、六角形状となっている。ただし、横断面は四角形状などの他の多角形状や、円状、楕円状、これらを適宜組み合わせた形状であってもよい。
第1ワイヤ21および第2ワイヤ22は、Cu、Ag、Auなどの良導体の導体線と、導体線を被覆するイミド変成ポリウレタン、ポリイミドアミド、フッ素系樹脂などの樹脂の被膜で構成されている。例えば、導体線の線径は30μm、被膜は10μmである。導体径は15~100μm、被膜は8~20μm程度が好ましい。被膜の表面は活性剤などが塗布されていてもよい。
以下にコイル部品1の製造方法について説明する。コイル部品1の製造方法は、第1ワイヤ21と第2ワイヤ22を第1撚り方向、例えばZ撚り方向に撚り合わせて第1撚り線部25a(図2A参照)を形成する工程と、第1ワイヤ21と第2ワイヤ22を第1撚り方向と逆の第2撚り方向、例えばS撚り方向に撚り合わせて第2撚り線部25b(図2B参照)を形成する工程と、第1撚り線部25aをコア10の巻芯部13に巻回して第1コイル部品1a(図8参照)を製造する工程と、第2撚り線部25bをコア10の巻芯部13に巻回して第2コイル部品1b(図8参照)を製造する工程とを備える。これによれば、第2コイル部品1bと撚り線部25の撚り方向が逆方向である第1コイル部品1aの混在が許容されるため、コイル部品1の製造時に常に一定の方向に巻線ノズルを公転させ続ける必要が無くなり、第1ワイヤ21、第2ワイヤ22におけるキンクの発生を低減できる。
図8は、コイル部品1の梱包形態を示す簡略図である。図8に示すように、複数のコイル部品1は、テーピングリール40に梱包されている。テーピングリール40は、テープ41とテープ41が巻回されたリール42とを有する。テープ41は、長手方向に沿って配列されそれぞれに複数のコイル部品1の一つが収納された複数のポケット411を有する。テーピングリール40におけるコイル部品1の入り数は例えば8000個である。
第1、第2コイル部品1a,1bの撚り線部が、撚り方向が反転する反転部を有する場合、第1コイル部品1aの撚り線部の撚り方向が、第2コイル部品1bの撚り線部の撚り方向と逆方向であるとは、例えば、第1コイル部品1aの撚り線部の撚り方向が、順に、S撚り、Z撚り、S撚りと変化するとき、第2コイル部品1bの撚り線部の撚り方向が、順に、Z撚り、S撚り、Z撚りと変化する。
図9は、コイル部品の第2実施形態を示す簡略断面図である。第2実施形態は、第1実施形態とは、ワイヤの撚り合わせの位置が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第1実施形態と同じ構成であり、第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
図10は、コイル部品の第3実施形態を示す簡略下面図である。第3実施形態は、第1実施形態とは、撚り線部の撚り回数が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第1実施形態と同じ構成であり、第1実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
本開示のコイル部品における実施例および比較例として、バンク領域において発生する線間容量のシミュレーション結果を以下に説明する。図11A、図11B、図11C、図12A、図12Bは、線間容量のシミュレーションを行ったバンク領域の構成を示す図である。
なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第1から第3実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。
1a 第1コイル部品
1b 第2コイル部品
10 コア
11 第1鍔部
12 第2鍔部
13 巻芯部
15 板部材
20,20A コイル
21 第1ワイヤ
22 第2ワイヤ
25,25B 撚り線部
25a 第1撚り線部
25b 第2撚り線部
26 非撚り線部
31~34 第1~第4電極部
40 テーピングリール
41 テープ
411 ポケット
42 リール
B1~B4 第1~第4バンク領域
Z1,Z1A 巻回領域
Z2,Z2A 非巻回領域
Claims (10)
- 巻芯部を有するコアと、
前記巻芯部に巻回され、複数のワイヤを含むコイルと
を備え、
前記コイルは、前記複数のワイヤが互いに撚り合わされた撚り線部が前記巻芯部に連続して複数ターン巻回された第1層と前記撚り線部が前記第1層から連続して前記第1層上に巻回された第2層とを含むバンク領域を、前記巻芯部に沿って複数有し、
前記複数のバンク領域は、前記第2層のターン数が前記第1層のターン数よりも、2ターン以上少ない疎巻のバンク領域を複数含み、
前記複数のバンク領域のうちの前記巻芯部に沿う方向の両端を除く全ての複数のバンク領域は、前記疎巻のバンク領域であり、
前記両端を除く全ての複数のバンク領域の形状は、同一であり、前記両端のバンク領域の形状と異なる、コイル部品。 - 前記疎巻のバンク領域において、前記第2層は、前記第1層の最終ターン側にずれている、請求項1に記載のコイル部品。
- 前記第2層は、前記第1層の最終ターン上に巻回された部分を含む、請求項2に記載のコイル部品。
- 前記疎巻のバンク領域において、最上層のターン数は、1ターンである、請求項1から3の何れか一つに記載のコイル部品。
- 前記疎巻のバンク領域において、前記第1層のターン数は、5ターン以下である、請求項1から4の何れか一つに記載のコイル部品。
- 前記複数のバンク領域の層数は、それぞれ、2層であり、
前記両端を除く全ての複数のバンク領域において、前記第1層のターン数は、4ターンであり、前記第2層のターン数は、2ターンである、請求項1から3の何れか一つに記載のコイル部品。 - 前記コアは、前記巻芯部の第1端に設けられた第1鍔部と、前記巻芯部の第2端に設けられた第2鍔部とを含み、
前記第1鍔部に設けられた第1電極部および第2電極部と、前記第2鍔部に設けられた第3電極部および第4電極部とをさらに備え、
前記コイルは、前記第1電極部と前記第3電極部とに電気的に接続された第1ワイヤと、前記第2電極部と前記第4電極部とに電気的に接続された第2ワイヤと、を含み、前記第1ワイヤおよび前記第2ワイヤは、前記巻芯部に対して、同じ方向に巻回されている、請求項1から6の何れか一つに記載のコイル部品。 - 前記コイルは、前記巻芯部に巻回された巻回領域と、前記巻芯部から離れて前記第1電極部、前記第2電極部、前記第3電極部又は前記第4電極部に接続される非巻回領域とを有し、前記巻回領域の前記非巻回領域と隣接する部分では、前記第1ワイヤと前記第2ワイヤは、互いに撚りがほどかれている、請求項7に記載のコイル部品。
- 前記撚り線部の1ターンあたりの撚り回数は、整数でない、請求項1から8の何れか一つに記載のコイル部品。
- 前記撚り線部は、撚り方向が反転する反転部を有する、請求項1から9の何れか一つに記載のコイル部品。
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