JP6259222B2 - コイル部品 - Google Patents

Description

本発明は、コイル部品に関する。

従来より、ドラムコアにワイヤ（導線）が巻回されて構成されたコイル部品が知られている。ドラムコアは、巻芯部とその両端に設けられた鍔部とを有している。巻芯部には絶縁被覆された銅線たるワイヤが巻回されている。鍔部には、複数の金属端子が設けられており、各金属端子にはワイヤの端部が電気的に接続されて継線されている。このようなコイル部品は、例えば、特開２０１２−８９８０４号公報（特許文献１）に記載されている。この特許文献１の金属端子は、溶接によりワイヤを継線するための継線部と、継線の際にワイヤを保持固定するためのワイヤ固定部とを有している。

特開２０１２−８９８０４号公報

上述した形態のコイル部品においては、ワイヤを保持した状態でワイヤ固定部を折り曲げることによりワイヤが金属端子に固定されるが、ワイヤ固定部とワイヤ固定部に対応する部分のドラムコアとの間に隙間がある場合には、ワイヤ固定部の十分な折り曲げが困難になってしまう。そこで、発明者らは、鋭意研究の末、ワイヤ固定部を十分に折り曲げることで、ワイヤ固定部によるワイヤの固定をより確実におこなうことができる技術を新たに見出した。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、金属端子においてワイヤの固定をより確実におこなうことができる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、実装基板に対向可能な実装面と、該実装面に対して交差する側面をそれぞれ有する一対の鍔部と、該一対の鍔部を互いに連結する巻芯部とを有するドラムコアと、ドラムコアの巻芯部に巻回されるワイヤと、鍔部の実装面に配置される実装部と、実装部から延びてワイヤを固定するワイヤ固定部と、ワイヤの端部が溶接される継線部とを有する金属端子とを備え、鍔部の側面からワイヤ固定部までの最短距離が、鍔部の側面から継線部までの最短距離よりも短い。

このコイル部品においては、ドラムコアの鍔部の側面から継線部までの最短距離に比べて、該側面からワイヤ固定部までの最短距離が短く、ドラムコアの鍔部とワイヤ固定部との間の隙間が小さい（または、隙間がない）ため、ワイヤ固定部を十分に折り曲げることができる。したがって、金属端子のワイヤ固定部により、ワイヤの固定をより確実におこなうことができる。

また、鍔部の側面のうち、ワイヤ固定部に対応する面領域に、凸部が形成されている態様であってもよい。この場合、鍔部の側面に形成された凸部により、鍔部の側面からワイヤ固定部までの距離の短縮が図られる。

また、凸部が、実装面から離れるに従ってその幅が増すように傾斜している態様であってもよい。この場合、実装面から離れるに従い、ドラムコアの鍔部の側面とワイヤ固定部との間の隙間が小さくなる。多くの場合、ワイヤ固定部の折り曲げは、実装面から離れた位置でおこなわれるため、そのような場合に、より確実なワイヤ固定を実現することができる。

本発明によれば、金属端子においてワイヤの固定をより確実におこなうことができるコイル部品が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係るコイル部品を示した概略斜視図である。 図２は、図１のコイル部品のドラムコアの上方からの概略斜視図である。 図３は、図２のドラムコアの端面を示した図である。 図４は、図２のドラムコアの下方からの概略斜視図である。 図５は、図１のコイル部品の金属端子を示した図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）はＸ−Ｚ面における端面図である。 図６は、図５の金属端子を取り付ける様子を示した図であり、（ａ）は取り付け前の状態を示した図、（ｂ）は取り付け後の状態を示した図である。 図７は、図５の金属端子のワイヤ固定部を折り曲げる様子を示した図であり、（ａ）は折り曲げ前の状態を示した図であり、（ｂ）は折り曲げ後の状態を示した図である。 図８は、図５の金属端子の継線部の取り付け状態を示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態に係るコイル部品１について図１〜図３を参照しつつ説明する。コイル部品１は、小型化が図られた車載用のコモンモードフィルタとして用いられる。

コイル部品１は、図１および図２に示すように、ドラムコア１０を備えている。図２において示されているように、ドラムコア１０は、長手方向に直交する断面が略長方形の巻芯部１１と、巻芯部１１の長手方向両端に設けられた同一形状の一対の鍔部１２、１２とを有している。

巻芯部１１には２本のワイヤ３１、３２が巻回されている。ドラムコア１０の両端に位置している鍔部１２、１２は同一形状であるため、以下特に明記しない限り一方の鍔部１２のみ説明する。また、巻芯部１１の軸心が指向する方向たる長手方向をＸ軸方向と定義し、巻芯部１１の長手方向に直交する断面形状である略長方形の長手方向をＹ軸方向と定義し、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する方向をＺ軸方向と定義して説明する。更に、図１の略右下から略左上に向かう方向をＸ軸＋方向と定義し、その逆の方向をＸ軸−方向と定義する。また、図１の略右上から略左下に向かう方向をＹ軸＋方向と定義し、その逆の方向をＹ軸−方向と定義する。また、図１の下から上に向かう方向をＺ軸＋方向と定義し、その逆の方向をＺ軸−方向と定義する。Ｘ軸方向におけるドラムコア１０の寸法は略３．２ｍｍ程度であり、Ｙ軸方向におけるドラムコア１０の寸法は略２．５ｍｍ程度であり、Ｚ軸方向におけるドラムコア１０の寸法は略１．５ｍｍ程度である。

鍔部１２、１２は、Ｘ軸方向における巻芯部１１の両端に巻芯部１１と一体で設けられている。鍔部１２は略直方体形状をなしており、上端面１２Ａ、実装面１２Ｂ、第１の側面１２Ｃ、第２の側面１２Ｄ、外端面１２Ｅ、内端面１２Ｆの６つの面を有している。上端面１２Ａと実装面１２Ｂとは平行の位置関係をなしＸＹ平面に平行の位置関係をなしている。第１の側面１２Ｃと第２の側面１２Ｄとは平行の位置関係をなしＸＺ平面に平行の位置関係をなしている。また、外端面１２Ｅと内端面１２Ｆとは平行の位置関係をなしＹＺ平面に平行の位置関係をなしている。

実装面１２ＢのＹ軸方向の両端部には、それぞれ凹部１２ａが形成されている。凹部１２ａはより具体的には切欠き部からなり、外端面１２Ｅから内端面１２Ｆに至るまで、略直方体の外面を規定する第１の側面１２Ｃと実装面１２Ｂとの接続部分、第２の側面１２Ｄと実装面１２Ｂとの接続部分がそれぞれ切り欠かれたような形状をなしている。即ち、巻芯部１１の軸方向に直交する面で切った断面が略長方形状をなす鍔部１２の、実装面１２Ｂに相当する当該長方形の一の辺の両端の角を切欠いたような形状をなしている。鍔部１２の一部であって凹部１２ａを画成する部分は縦壁１２Ｇと横壁１２Ｈとにより構成されており、縦壁１２Ｇは第１の側面１２Ｃ及び第２の側面１２Ｄに平行な位置関係をなし、横壁１２Ｈは上端面１２Ａ及び実装面１２Ｂに平行な位置関係をなしている。

また、各凹部１２ａには、図３および図４に示すように、縦壁１２Ｇから突出する凸部１３が形成されている。凸部１３は、縦壁１２Ｇの面のうちの巻芯部１１側のおよそ半分の領域に形成されており、縦壁１２Ｇの下端部から上端部まで延びている。この凸部１３の形成領域は、後述する金属端子４１、４２のワイヤ固定部４１Ｃ、４２Ｃに対応している。また、凸部１３は、縦壁１２Ｇの面に対して傾斜しており、より具体的には、実装面１２Ｂから離れるに従って（すなわち、Ｚ軸＋方向に向かって）、その幅が増すように傾斜している。この凸部１３の傾斜角は、たとえば２〜２０度であることが好ましい。

鍔部１２の外端面１２ＥにはＴ字状突出部１２Ｉが設けられている。Ｔ字状突出部１２Ｉは、図２に示すように、Ｘ軸方向において巻芯部１１から離間する方向へ突出しており、同方向への突出量はＴ字状をなしている全ての部分において同一である。突出量は、後述の金属端子４１、４２の端面部４１Ｂ、４２Ｂの面であって後述のように鍔部１２に接着された面とは反対の面と面一となる量であるか、又は当該反対の面よりもＸ軸方向において巻芯部１１から離間する方向へ突出する量である。

ワイヤ３１、３２は、それぞれ絶縁被覆された銅線により構成されており、ワイヤ３１が巻芯部１１に巻回されたその上にワイヤ３２が巻回されたいわゆる２層巻で巻芯部１１に巻回されている。ワイヤ３１、３２は、巻芯部１１の一部であって鍔部１２に接続されている接続部付近より引き出されて、凹部１２ａへ向かって延びている。ワイヤ３１、３２の一端部、他端部は、計４つの凹部１２ａの近傍にそれぞれ１つずつ配置され、凹部１２ａ近傍であってＸ軸方向における凹部１２ａに対向する位置において後述の金属端子４１、４２と電気的に接続されて継線部３１Ａ、３２Ａをなしている。継線部３１Ａ、３２Ａは、ワイヤ３１、３２の一端部、他端部が後述の金属端子４１、４２にレーザ溶接されることにより金属端子４１、４２の一部とともに溶接玉を構成する。

鍔部１２には、それぞれ金属端子４１、４２が設けられている。金属端子４１、４２は、鍔部１２の外端面１２Ｅ及び実装面１２Ｂに跨って配置されている。金属端子４１及び金属端子４２は、それぞれリン青銅からなる一枚の板状の金属板が打ち抜きにより切断され折り曲げられて構成された端子金具からなる。従って、金属端子４１及び金属端子４２は、折り曲げられる前の状態に戻した場合には、一枚の板状の金属板となる。金属端子４１及び金属端子４２の一方の面は図示せぬ実装基板と接合され、当該一方の面にはニッケル及びスズのメッキが施されている。また一方の面に対する他方の面は、鍔部１２に接着されており、他方の面においてはリン青銅がそのまま露出している。金属端子４１と金属端子４２とは鏡面対称形状をなしているため、以下特に明記しない限り金属端子４２についてのみ説明し、金属端子４１については説明を省略する。

金属端子４１、４２は、図５に示すように、それぞれ板状をなす実装部４１Ａ、４２Ａと端面部４１Ｂ、４２Ｂとを有している。実装部４１Ａ、４２Ｂは略長方形状をなし、鍔部１２の実装面１２Ｂの一部であってＹ軸＋方向の端部及びＹ軸−方向の端部に配置され接着剤によって鍔部１２に固着されている。

端面部４２Ｂは、略長方形状をなす実装部４２Ａの一の辺の部分に一体で設けられており、実装部４２Ａに対して直交する位置関係をなす。端面部４２Ｂは、Ｚ軸方向に長手方向が指向する略長方形状をなす端面部基部４２Ｄと、端面部基部４２ＤからＹ軸方向へ延出する略長方形状の端面部延出部４２Ｅとを有している。端面部基部４２Ｄと端面部延出部４２Ｅとで略Ｌ字を逆にした形状をなし、図１に示すように、端面部４２Ｂは外端面１２Ｅ上において凹部１２ａの周囲を囲むように外端面１２Ｅに接着されて配置されている。

実装部４２Ａには、略長方形状をなす実装部４２Ａの一の辺の部分に、ワイヤ固定部４２Ｃおよび電極継線部４２Ｆが並んで設けられている。ワイヤ固定部４２Ｃおよび電極継線部４２Ｆは、実装部４２Ａと一体で設けられている。ワイヤ固定部４２Ｃおよび電極継線部４２Ｆは、金属端子４２を構成する端子金具の一部からなる折り曲げ片により構成されている。

ワイヤ固定部４２Ｃの折り曲げ片は、実装部４２Ａから凹部１２ａ内へ延出し、縦壁１２Ｇ上においてＺ軸＋方向へ向かって延出している部分４２Ｃ−１と、その延出端から略Ｚ軸−方向へ折り返された部分４２Ｃ−２とにより構成されており、凹部１２ａ内に収容される。当該Ｚ軸＋方向へ向かって延出する部分とＺ軸−方向へ折り返された部分とでワイヤ３１の一端部近傍、他端部近傍を挟持し保持する。

電極継線部４２Ｆの折り曲げ片は、ワイヤ固定部４２Ｃの端面部４２Ｂ側において、実装部４２Ａから凹部１２ａ内へ延出し、ワイヤ固定部４２Ｃの部分４２Ｃ−１に対して平行に延びる部分４２Ｆ−１と、その延出端から、巻芯部１１から離間するように略Ｚ軸−方向へ折り返された部分４２Ｆ−２とにより構成されている。電極継線部４２Ｆの部分４２Ｆ−１は凹部１２ａ内に収容され、部分４２Ｆ−２は、凹部１２ａから外方に向かってＸ軸の向きに延びる。電極継線部４２Ｆの部分４２Ｆ−２は、図５（ｂ）に示すように、Ｙ軸に対して直交する矩形平板状の部分を含み、この部分がＸ−Ｙ平面と略平行となるようにドラムコア１０側（図の手前側）に折り曲げられる。

金属端子４２においては、ワイヤ固定部４２Ｃの部分４２Ｃ−１と部分４２Ｃ−２との間にワイヤ３１が配置され、ワイヤ３１を挟むようにワイヤ固定部４２Ｃの部分４２Ｃ−２が折り曲げられることによりワイヤ３１が部分４２Ｃ−１と部分４２Ｃ−２とで挟持される。そして、電極継線部４２Ｆにおいては、ワイヤ３１は部分４２Ｆ−１と部分４２Ｆ−２との間に延び、図５（ｂ）に示した部分４２Ｆ−２の矩形平板状の部分が折り曲げられることにより、ワイヤ３１が部分４２Ｆ−２に接触する。さらに、ワイヤ３１が部分４２Ｆ−２に接触した状態で、レーザが下方からＺ軸方向に沿って照射され、ワイヤ３１と電極継線部４２Ｆとがレーザ溶接される。なお、同様のやり方で、ワイヤ３１、３２の一端部又は他端部がそれぞれ１つずつ電極継線部４２Ｆにレーザ溶接され、電気的に接続されて継線される。

上述した金属端子４１、４２は、図６に示すような態様で、ドラムコア１０に取り付けられる。

すなわち、図６（ａ）に示すように、たとえば所定の治具等で相対的に位置合わせされた４つの金属端子４１、４２を準備し、これらの金属端子４１、４２のそれぞれの実装部４１Ａ、４２Ａに図示しない接着剤を塗布する。そして、金属端子４１、４２の各実装部４１Ａ、４２Ａにより、ドラムコア１０の鍔部１２の実装面１２Ｂが支持されるように、金属端子４１、４２上にドラムコア１０を載置する。

その結果、各金属端子４１、４２のワイヤ固定部４１Ｃ、４２Ｃの全体、および、電極継線部４１Ｆ、４２Ｆの部分４１Ｆ−１、４２Ｆ−１が、鍔部１２の凹部１２ａ内に収容される。

このとき、凹部１２ａにはワイヤ固定部４１Ｃ、４２Ｃに対応する領域の縦壁１２Ｇに凸部１３が形成されているため、図７（ａ）に示すように、たとえばワイヤ固定部４２Ｃの部分４２Ｃ−１が凸部１３に接触もしくは近接する。ワイヤ固定部４２Ｃの部分４２Ｃ−１と凸部１３との最短距離をｄ１とした場合、そのｄ１は０もしくは小さい。

そのため、図７（ｂ）に示すように、ワイヤ固定部４２Ｃの部分４２Ｃ−１と部分４２Ｃ−２との間に配置されたワイヤ３１を挟むように、図の矢印方向の力Ｆが加えられてワイヤ固定部４２Ｃの部分４２Ｃ−２が折り曲げられた際に、部分４２Ｃ−１が縦壁１２Ｇの凸部１３に当接する。このように部分４２Ｃ−１が凸部１３に当接することで、折り曲げの力Ｆが効率よく部分４２Ｃ−２に伝わり、部分４２Ｃ−２が十分に折り曲がる。一方、凸部１３が形成されていない場合には、部分４２Ｃ−１と縦壁１２Ｇとの間の最短距離が長くなり、部分４２Ｃ−１が縦壁１２Ｇに当接しづらくなる。当接しない場合には、部分４２Ｃ−１と縦壁１２Ｇとの間の隙間において部分４２Ｃ−１が弾性変形して、折り曲げの力Ｆの一部が吸収されるため、力の伝達効率が低下してしまう。

すなわち、上述したコイル部品１においては、ドラムコア１０の鍔部１２の凹部１２ａに凸部１３が形成されていることで、ワイヤ固定部４２Ｃにより、ワイヤ３１の固定を確実におこなうことができる。

電極継線部４１Ｆ、４２Ｆに関しては、図８に示すように、その対応する領域の縦壁１２Ｇに上述した凸部１３が形成されていないため、電極継線部４２Ｆの部分４２Ｆ−１と凸部１３との最短距離ｄ２は、上述したワイヤ固定部４２Ｃの部分４２Ｃ−１と凸部１３との最短距離ｄ１より大きい。ワイヤ固定部４２Ｃの部分４２Ｃ−１とは逆に、電極継線部４２Ｆの部分４２Ｆ−１は、縦壁１２Ｇに対してある程度の隙間があるほうが好ましい。なぜなら、電極継線部４２Ｆの部分４２Ｆ−２をドラムコア１０側に折り曲げた後、部分４２Ｆ−２にワイヤ３１をレーザ溶接するが、レーザ溶接前に、ワイヤ３１の位置が電極継線部４２Ｆに対してばらつくと、安定した継線（溶接）がおこなえないためである。

以上で説明したとおり、コイル部品１においては、鍔部１２の縦壁１２Ｇに形成された凸部１３により、ドラムコア１０の鍔部１２の縦壁１２Ｇから電極継線部４１Ｆ、４２Ｆまでの最短距離ｄ２に比べて、該縦壁１２Ｇからワイヤ固定部４１Ｃ、４２Ｃまでの最短距離ｄ１が短くなっている。すなわち、ドラムコア１０の鍔部１２とワイヤ固定部４１Ｃ、４２Ｃとの間の隙間が小さい（または、隙間がない）ため、ワイヤ固定部４１Ｃ、４２Ｃを十分に折り曲げることができる。

したがって、上述したコイル部品１においては、金属端子４１、４２のワイヤ固定部４１Ｃ、４２Ｃにより、ワイヤ３１、３２の固定をより確実におこなうことができる。

また、凸部１３は、鍔部１２の実装面１２Ｂから離れるに従ってその幅が増すように傾斜している。そのため、実装面１２Ｂから離れるに従い、ドラムコア１０の鍔部１２の縦壁１２Ｇとワイヤ固定部４１Ｃ、４２Ｃとの間の隙間が小さくなる。多くの場合、ワイヤ固定部４１Ｃ、４２Ｃの折り曲げは、実装面１２Ｂから離れた位置でおこなわれるため、そのような場合に、より確実な導線固定が実現される。その上、実装部１２側において、凸部１３の幅が小さいため、図６に示したように金属端子４１、４２間にドラムコア１０を挿入配置する際に凸部１３が邪魔にならず、挿入固定が容易になる。

また、ワイヤ３１、３２の一端部、他端部はレーザ溶接により金属端子４１、４２に電気的に接続されて継線されていたが、電気的に接続して継線する方法はこの方法に限定されない。例えば、アーク溶接が用いられてもよい。

また、ワイヤ３１、３２は、ワイヤ３１が巻芯部１１に巻回されたその上にワイヤ３２が巻回されたいわゆる２層巻で巻芯部１１に巻回されていたが、この巻回方法に限定されない。例えば、２本のワイヤを同時に平行に巻芯部１１に巻回する巻回方法でもよい。

さらに、ワイヤ固定部に対応する領域に凸部が形成された態様を示したが、ワイヤ固定部に対応する領域が継線部に対応する領域に対して相対的に突出していればよく、そのため、継線部に対応する領域がワイヤ固定部に対応する領域に対して凹んでいる態様（凹部が形成されている態様）であってもよい。

１…コイル部品、１０…ドラムコア、１１…巻芯部、１２…鍔部、１２Ａ…上端面、１２Ｂ…実装面、１２Ｅ…外端面、１２Ｇ…縦壁、１２ａ…凹部、１３…凸部、３１、３２…ワイヤ、３１Ａ、３２Ａ…継線部、４１、４２…金属端子、４１Ａ、４２Ａ…実装部、４１Ｂ、４２Ｂ…端面部、４１Ｃ、４２Ｃ…ワイヤ固定部、４１Ｆ、４２Ｆ…電極継線部。

Claims (4)

1. 実装基板に対向可能な実装面と、該実装面に対して交差する側面をそれぞれ有する一対の鍔部と、該一対の鍔部を互いに連結する巻芯部とを有するドラムコアと、
   前記ドラムコアの巻芯部に巻回されるワイヤと、
   前記鍔部の実装面に配置される実装部と、前記実装部から延びて前記ワイヤを固定するワイヤ固定部と、前記ワイヤの端部が溶接される継線部とを有する金属端子と
   を備え、
   前記ワイヤ固定部が、前記側面に沿って延びる第１部分と、該第１部分の端部から前記側面から離れる向きに折り返され、前記第１部分との間に配置された前記ワイヤの端部を挟むように前記第１部分に向けて折り曲げられることで前記第１部分との間で前記ワイヤを挟持する第２部分とを有し、
   前記継線部が、前記側面に沿って前記ワイヤ固定部の前記第１部分に対して平行に延びる第１部分と、該第１部分の端部から前記側面から離れる向きに折り返されるとともに前記ワイヤに接続される第２部分とを有し、
   前記鍔部の前記側面から前記ワイヤ固定部の前記第１部分までの最短距離が、前記鍔部の前記側面から前記継線部の前記第１部分までの最短距離よりも短い、コイル部品。
2. 前記鍔部の側面のうち、前記ワイヤ固定部の前記第１部分に対応する面領域に、凸部が形成されている、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記凸部が、前記実装面から離れるに従ってその突出高さが増すように傾斜している、請求項２に記載のコイル部品。
4. 前記鍔部の実装面に、前記実装面に交差する縦壁と前記実装面に平行な横壁とで画成された凹部が形成されており、
   前記該実装面に対して交差する前記側面が、前記凹部を画成する前記縦壁であり、
   前記ワイヤ固定部の前記第１部分および前記第２部分、ならびに、前記継線部の前記第１部分が、前記凹部に収容されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコイル部品。

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