(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記内側マークの少なくとも一部は、前記第2コアの前記内側面のうち、前記第1コアに対して前記第2コアを前記回転方向に90度相対回転させた場合に前記コア端部に向かい合う領域であるマーク形成領域に、形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のコイル部品。
前記内側マークは、前記第2コアの前記内側面のうち、前記固定部分を除く残部に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のコイル部品。
前記内側マークは、前記内側面に形成された凹部、凸部、溝及び粗面のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載のコイル部品。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一方、コイルが巻かれる第1コアと板状の第2コアを組み合わせたコアを有するコイル部品を表面実装に用いる場合、実装機械は、コイル部品の姿勢を正しく認識する必要がある。コイル部品の姿勢を認識し易くするための方法としては、例えば板状の第2コアの表面にマークを形成する方法が考えられる。
【0006】
このようなコイル部品において、実装機械が、第2コアの表面に形成されたマークから、コイル部品の姿勢を正しく検出するには、マークの形成された第2コアと第1コアとが、予め決められた配置関係で正しく組み立てられていることが前提となる。しかし、従来の板状コアを用いたコイル部品では、板状の第2コアの形状がシンプルであるため、完成されたコイル部品の電気的特性を測定するだけでは、第2コアと第1コアとが正しく組み立てられているか否かを適切に検査することができず、例えば製品の外観から、第2コアと第1コアとが正しく組み立てられていることを検査する工程が別途必要となるなど、製造工程が煩雑になるという問題が生じている。
【0007】
特に、実装面の法線方向から見た板状コアの形状が略正方形である場合には、第1コアと第2コアとが、正しい姿勢から90度相対回転した誤った配置で組み立てられていたとしても、コイル部品の電気的特性は、正しい配置で組み立てられた場合とほとんど同じであり、上述した問題が顕著である。
【0008】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第2コアと第1コアとが正しく組み立てられているか否かを容易に検査でき、優れた生産性を有するコイル部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述の目的を達成するために、本発明に係るコイル部品は、
巻芯部と、前記巻芯部の両端に備えられる一対のコア端部とを有する第1コアと、
一対の前記コア端部に固定される一対の固定部分を有し前記第1コアの側を向く内側面と、前記内側面とは反対側を向く外側面とを有し、一対の前記コア端部を接続する板状の第2コアと、
前記巻芯部に巻回された導線と、を有するコイル部品であって、
前記第2コアの前記外側面には、前記第2コアを前記外側面の法線方向を中心軸とする回転方向に90度回転させた際に、配置が変化する外側マークが形成されており、
前記第2コアの前記内側面には、前記第2コアを前記回転方向に90度回転させた際に配置が変化する起伏を伴う内側マークが形成されていることを特徴とする。
【0010】
本発明に係るコイル部品は、第1コアに対して第2コアを前記回転方向に90度相対回転させて誤った姿勢で取り付けられた場合、内側面に形成された起伏を伴う内側マークの配置の変化により、相対回転させないで正しい配置で取り付けられた場合に比べて、第1コアと第2コアによって形成される磁路の状態が変化する。そのため、このようなコイル部品は、例えばインダクタンスのような電気的特性を計測することにより、第2コアと第1コアとが正しく組み立てられているか否かを容易に検査でき、優れた生産性を有する。
【0011】
また、例えば、前記内側マークの少なくとも一部は、前記第2コアの前記内側面のうち、前記第1コアに対して前記第2コアを前記回転方向に90度相対回転させた場合に前記コア端部に向かい合う領域であるマーク形成領域に、形成されてもよい。
【0012】
このようなコイル部品は、回転方向に90度相対回転した誤った配置でコアが組み立てられた場合、起伏を伴う内側マークがコア端部に向かい合うため、正しい配置で取り付けられた場合に比べて、内側面とコア端部との間に形成されるギャップが増加することになる。したがって、もし第2コアと第1コアとが誤った姿勢で組み立てられている場合は、インダクタンスの低下等により、その誤りを容易に検出できる。
【0013】
また、例えば、前記内側マークは、前記第2コアの前記内側面のうち、前記固定部分を除く残部に形成されても良い。
【0014】
内側マークは固定部分に形成されてもよいが、その場合は、固定部分とこれに向かい合うコア端部の両方に起伏が無い場合に比べて、正しい配置で組み立てられた状態でのギャップが大きくなる傾向がある。しかし、固定部分を除く残部に内側マークが形成されたコイル部品は、正しい配置で組み立てられたコアでの漏れ磁束を低減でき、もし誤った配置で組み立てられた場合は、インダクタンスの低下等により、それを容易に検出できる。
【0015】
また、例えば、前記内側マークは、前記内側面に形成された凹部、凸部、溝及び粗面のうちのいずれかであっても良い。
【0016】
内側マークをこのような形状とすることにより、内側面とコア端部との間に形成される磁気ギャップを確実に変化させることができる。
【0017】
また、例えば、前記内側マークは、前記外側マークと同様の形状を有してもよく、
前記内側面における前記内側マークの配置は、前記外側面における前記外側マークの配置と同様であっても良い。
【0018】
内側マークと外側マークとを同様の形状及び配置とすることにより、組み立て前における第2コアの2つの表面のうち、いずれを外側面又は内側面として組み立てても良くなるため、このような第2コアを有するコイルは、組み立てが容易である。また、第2コアを成型により製造する場合には、内側マークと外側マークとを、外側面と内側面の間を通る基準面に対して対称な配置とすることにより、第2コアの密度バランスを良好に保つことができる。
【0019】
また、例えば、前記第2コアは、前記法線方向から見て、略正方形であっても良い。
【0020】
法線方向から見た第2コアの形状が略正方形であるコイル部品は、性能を保ったまま実装面を小さくするという観点では有利である。しかし、第2コアが正方形であって内側マークが形成されていない場合は、第1コアと第2コアとが正しい姿勢から90度相対回転した誤った配置で組み立てられていたとしても、これをコイル部品の電気的特性から検出することは難しい。しかし、内側マークを有する本願のコイル部品は、このような場合でも、コアが誤った配置で組み立てられたものを、コイル部品の電気的特性から容易に検出できる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様について説明する。
【0023】
図1は、本発明の一実施形態に係るコイル部品10の概略斜視図である。コイル部品10は、ドラム型コアである第1コア20と、板状の第2コア30と、第1コア20の巻芯部22に巻回された導線40とを有する。なお、コイル部品10の説明では、コイル部品10を実装する実装面と平行な面内にあり第1コア20の巻芯部22と平行な方向をX軸、X軸と同じく実装面と平行な面内にありX軸と垂直な方向をY軸方向、実装面の法線方向をZ軸方向とする。
【0024】
コイル部品10は、その外形寸法が(幅3.2mm×高さ2.8mm×奥行き3.2mm)の表面実装型のパルストランスであるが、コイル部品10のサイズはこれに限定されず、また、コイル部品10は、パルストランス以外のバルントトランス、昇圧トランス、チョークコイル等であっても良い。
【0025】
コイル部品10の正面図である
図3に示すように、コイル部品10のコアは、第1コア20と第2コア30とを組み合わせて構成される。第1コア20は、棒状の巻芯部22と、巻芯部22の両端に備えられる一対のコア端部としての一対の鍔部24と、を有する。
図1及び
図3に示すように、鍔部24の外形状は、略直方体であり、一対の鍔部24は、X軸方向に関して所定の間隔を空けて、互いに略平行になるように配置されている。巻芯部22は、一対の鍔部24において互いに向かい合うそれぞれの面の中央部に接続しており、一対の鍔部24を接続している。
【0026】
第2コア30は、板状のコアであり、第2コア30の外形状は、Z軸方向の辺が最も短い辺となる略直方体である。第2コア30の他の辺は、Y軸方向又はX軸方向と平行である。第2コア30は、第1コア20の側(Z軸負方向)を向く内側面32と、内側面32とは反対側(Z軸正方向)を向く外側面36とを有する。
図2に示すように、第2コア30は、外側面36の法線方向(Z軸方向)から見て略正方形であるが、長方形その他の形状であってもよい。
【0027】
Z軸負方向側から内側面32を見た
図7(B)に示すように、内側面32は、第1コア20の一対の鍔部24に固定される一対の固定部分32bを有する。内側面32の固定部分32bは、
図3に示すように、鍔部24の接合面24aと向かい合っており、接合面24aに対して固定される。これにより、第2コア30は、第1コア20と連続する磁路を形成する。
【0028】
図1及び
図2に示すように、第2コア30の外側面36には、外側マーク36aが形成されている。外側マーク36aは、第2コア30を、外側面36の法線方向(Z軸方向)を中心軸とする回転方向に90度回転させた際に、配置が変化する。コイル部品10を実装するための装置等は、外側マーク36aの配置を検出することにより、第2コア30及びコイル部品10全体の姿勢を検出できる。
【0029】
外側マーク36aは、外側面36の他の部分より、第2コア30の内部方向へ凹んでいる凹部によって構成されており、コイル部品10を実装するための装置により、その配置が確認できる。コイル部品10では、X軸方向の中心位置に、Y軸方向に沿って2つの外側マーク36aが形成されているが、外側マーク36aの配置は、第2コア30を90度回転させた際に配置が変化する態様であれば特に限定されず、また、外側マーク36aの数は、1つ又は3つ以上であっても良い。
【0030】
第2コア30をZ軸負方向側から見た
図6(A)に示すように、第2コア30の内側面32には、内側マーク32aが形成されている。内側マーク32aは、第2コア30を、外側面36の法線方向(Z軸方向)を中心軸とする回転方向に90度回転させた際に、配置が変化する起伏を伴う。本実施形態に係る内側マーク32aは、
図7(A)及び
図7(B)に示すように、X軸方向の中心位置に、Y軸方向に沿って2つの内側マーク32aが形成されている。
【0031】
図7(B)に示すように、2つの内側マーク32aは、正しい姿勢で第1コア20と第2コア30とが組み立てられている場合は、Z軸負方向側から見て、第1コア20の巻芯部22を挟む(Y軸方向に沿ってならぶ)配置となる。一方、
図7(A)に示すように、第2コア30を第1コア20に対して、外側面36の法線方向(Z軸方向)を中心軸とする回転方向に90度回転させると、2つの内側マーク32aは、巻芯部22の軸方向(点線で示す第1コア20の座標ではX軸方向)に沿ってならぶため、第1コア20に対する配置が変化する。また、内側マーク32aは、
図6(B)に示すように、固定部分32bを含む内側面32の他の部分より、第2コア30の内部方向へ凹んでいる凹部によって構成されており、起伏を伴う。
【0032】
第1コア20の側を向く内側面32に形成されており起伏を伴う内側マーク32aは、外側マーク36aとは異なり、特にコイル部品10が実装された状態では、外部から見えにくい位置にある。しかし、内側マーク32aは、第1コア20の側を向く内側面32に形成されており起伏を伴うため、第1コア20と第2コア30とが正しい配置で組み立てられているか、若しくは回転方向に90度相対回転した誤った配置でコアが組み立てられているかによって、インダクタンスのようなコイル部品10の電気的特性に大きな影響を与える。そのため、コイル部品10は、インダクタンスのような電気的特性を計測することにより、第2コア30と第1コア20とが正しく組み立てられているか否かを容易に検査でき、優れた生産性を有する。
【0033】
内側マーク32aの形状及び配置は、特に限定されないが、
図7(A)に示すように、内側マーク32aの少なくとも一部は、第2コア30の内側面32のうち、第1コア20に対して第2コア30を回転方向に90度相対回転させた場合に鍔部24に向かい合う領域であるマーク形成領域R1(
図7(A)のハッチング部分)に、形成されることが好ましい。このような内側マーク32aが形成されたコイル部品10は、回転方向に90度相対回転した誤った配置でコアが組み立てられた場合、起伏を伴う内側マーク32aの少なくとも一部が、鍔部24の接合面24aに向かい合うため、正しい配置で取り付けられた場合に比べて、内側面32と接合面24aとの間に形成されるギャップが増加することになる。したがって、もし第2コア30と第1コア20とが誤った姿勢で組み立てられている場合は、コイル部品10のインダクタンスが低下するので、その組み立ての誤りを、コイル部品10の電気的特性の検査から容易に検出できる。
【0034】
また、内側マーク32aは、第2コア30の内側面32のうち、固定部分32bを除く残部R2に形成されることが好ましい。内側マーク32aは固定部分32bに形成されてもよいが、その場合は、固定部分32bとこれに向かい合う接合面24aの両方に起伏が無い場合に比べて、正しい配置で組み立てられた状態における第1コア20と第2コア30間のギャップが大きくなる傾向があり、インダクタンスが低下する課題がある。しかしながら、残部R2に内側マーク32aが形成されたコイル部品10は、正しい配置で組み立てられたコアでの漏れ磁束を低減でき、もし誤った配置で組み立てられた場合は、インダクタンスのような電気的特性の変化により、それを検出することができる。
【0035】
図2及び
図6(A)に示すように、コイル部品10において、内側面32における内側マーク32aの配置は、外側面36における外側マーク36aの配置と同様である。さらに、
図6(B)に示すように、内側マーク32aと外側マーク36aとは、第2コア30の内部方向へ凹んでいる凹部によって構成されており、同様の形状を有している。第2コア30をこのような形状とすれば、組み立て前における第2コア30の2つの表面のうち、いずれの面を第1コア20に向けて組み立てても構わないので、このような第2コア30を有するコイル部品10は、組み立てが容易である。
【0036】
図1〜
図3に示すように、第1コア20の鍔部24には、端子部51〜56が設けられている。端子部51〜56は、略L字の外形状を有する金具で構成されており、少なくとも一部が鍔部24の設置面24bに設けられている。なお、鍔部24の設置面24bは、第2コア30の内側面32に向かい合う接合面24aとは、反対側の面である。
【0037】
コイル部品10をZ軸負方向側から見た
図4(A)に示すように、3つの端子部51〜53は、一方の鍔部24に設けられており、他の3つの端子部54〜56は、他方の鍔部24に設けられている。隣接する端子部の間隔は等間隔ではなく、端子部52と端子部53の間隔は、端子部51と端子部52の間隔より広くなるよう設計されており、端子部54と端子部55の間隔は、端子部55と端子部56の間隔より広くなるよう設計されている。
【0038】
図3に示すように、第1コア20の巻芯部22には、導線40が巻回されている。
図4(A)及び等価回路図である
図5に示すように、導線40は、4本の被覆導線41〜44により構成される。被覆導線41〜44は、良導体からなる芯材を絶縁性の被覆膜で覆った構成を有しており、巻芯部22に2層構造で巻回されている。被覆導線41、44は、巻芯部22にバイファイラ巻きされて1層目を構成し、被覆導線42、43は巻芯部22にバイファイラ巻きされて2層目を構成する。また、被覆導線41〜44の巻き数は全て同じであるが、異なっていてもよい。
【0039】
被覆導線41の導線端部41a、41bは、それぞれ端子部51、54に接続され、被覆導線44の導線端部44a、44bは、それぞれ端子部53、56に接続され、被覆導線42の導線端部42a、42bは、それぞれ端子部54、52に接続され、被覆導線43の導線端部43a、43bは、それぞれ端子部55、53に接続される。
図5に示すように、端子部51、52は、それぞれ平衡入力のプラス側端子IN+とマイナス側端子IN−として用いられる。また、端子部55、56は、それぞれ平衡出力のプラス側端子OUT+とマイナス側端子OUT−として用いられる。端子部53、54は、それぞれ入力側及び出力側の中間タップCTとして用いられる。被覆導線41、42はパルストランスの一次巻線を構成し、被覆導線43、44はパルストランスの二次巻線を構成する。
【0040】
コイル部品10の製造では、まず、端子部51〜56を設置したドラム型の第1コア20と被覆導線41〜44を準備する。第1コア20は、例えば、比較的透磁率の高い磁性材料、例えばNi−Zn系フェライトや、Mn−Zn系フェライトの磁性粉体を、成型及び焼結することにより作製される。金属の端子部51〜56は、接着等により第1コア20の鍔部24に固定される。なお、端子部51〜56は、第1コア20に印刷・メッキ等により導体膜を形成し、その導体膜を焼き付けることにより、鍔部24に設けられてもよい。
【0041】
被覆導線41〜44としては、例えば、銅(Cu)などの良導体からなる芯材を、イミド変成ポリウレタンなどからなる絶縁材で覆い、さらに最表面をポリエステルなどの薄い樹脂膜で覆ったものを用いることができる。準備された端子部51〜56を設置した第1コア20及び被覆導線41〜44は、巻線機にセットされ、被覆導線41〜44が、所定の順序で第1コア20の巻芯部22に巻回される。巻回された被覆導線41〜44の導線端部41a〜44a、41b〜44bは、
図4(A)及び
図5に示す所定の端子部51〜55に、熱圧着又はレーザー接合により固定される。
【0042】
次に、板状の第2コア30を準備し、導線40が巻かれた第1コア20に接合する。第2コア30は、第1コア20と同様に、Ni−Zn系フェライトや、Mn−Zn系フェライト等の磁性材料の焼結体で構成される。
図6(B)に示すように、成型された第2コア30の密度バランスを良好に保つ観点から、内側マーク32aと外側マーク36aとを、内側面32と外側面36の間を通る基準面に対して対称な配置とすることが好ましい。
【0043】
第2コア30は、外側マーク36aや内側マーク32aを検出することにより、第1コア20に対して所定の姿勢で取り付けられる。第1コア20と第2コア20は、第1コア20の鍔部24における接合面24aと、第2コア30の内側面32における固定部分32bとを、熱硬化性接着剤を用いて接着することにより、固定される。このようにして、コイル部品10を得る。
【0044】
なお、必要に応じて、得られたコイル部品10の電気的特性を測定する。
図7(A)に示すように、仮に、第1コア20と第2コア30とが、正しい姿勢に対して回転方向に90度相対回転した誤った配置で組み立てられていた場合には、第2コア30の内側マーク32aが、鍔部24の接合面24aに向かい合う状態になっている。一方、
図7(B)に示すように、第1コア20と第2コア30とが正しい姿勢で組み立てられていた場合には、第2コア30の内側マーク32aは接合面24aに向かい合わず、平坦な固定部分32bが接合面24aに向かい合う状態になっている。
【0045】
このような違いにより、第1コア20と第2コア30とが誤った配置で組み立てられていた場合には、正しい姿勢で組み立てられていた場合に比べて内側面32と接合面24aとの間に形成されるギャップが増加し、このギャップの増加は、コイル部品10の電気的特性として検出される。したがって、コイル部品10は、外観検査を行わなくても、第1コア20と第2コア30との組み立ての誤りを、コイル部品10の電気的特性の検査から容易に検出できる。
【0046】
以上、コイル部品10を実施形態に基づき説明したが、本発明は実施形態に限定されず、種々の変更が可能であり、変更された態様も本発明の技術的範囲に包含されることは言うまでもない。例えば、
図8(A)〜(E)は、第2コア30の内側面32に形成される内側マーク32aを、その変形例と伴に表したものである。
【0047】
図8(A)〜(E)に示すように、内側マーク32aは、内側面32に凹部、凸部、溝部及び粗面等で構成することができる。
図8(A)は、実施形態で説明したコイル部品10に形成された内側マーク32aであり、円い凹部が2箇所に形成された態様である。
図8(B)〜
図8(E)は、変形例に係る第2コアの内側面を示している。
図8(B)に示す内側マーク32aは、内側面の中央部に沿って連続する溝部によって構成されている。
【0048】
図8(C)に示す内側マーク72は、内側面の両辺の一部を切り欠くように形成された溝部によって構成されている。
図8(D)に示す内側マーク73は、内側面の一部に、非磁性の金属ペーストを塗布して形成された凸部によって構成されている。
図8(E)に示す内側マーク74は、内側面に設けられた突起によって構成されている。また、内側マークは、内側面の一部にサンドブラスト等で形成された粗面によって構成されてもよい。
【0049】
このように、内側マークは、第2コアの内周面に形成された凹部、凸部、溝部及び粗面等で構成することができ、このような内側マークが形成された第2コアを有するコイル部品も、実施形態のコイル部品10と同様の効果を奏する。金属ペーストを塗布して形成された凸部や、サンドブラスト等で形成された粗面のような比較的小さい起伏を伴うマークであっても、第1コア20と第2コアの姿勢が変化したときに、コアのギャップを変化させられるものであれば、内側マークとして採用できる。なお、第2コアの外側面に形成される外側マークは、内側マークと同様に起伏を伴う形状であっても良いが、これに限定されず、検出器等で検出可能な任意のマークとすることができる。
【0050】
また、第1コア20の形状についても、実施形態に示すドラム型に限定されず、U字型など、巻芯部の両端に一対のコア端部を備える任意の形状とすることができる。また、第1コア20の2つの鍔部24は、同じ形状であっても、異なる形状であってもよい。さらに、第1コア20及び第2コア30の材質はフェライトに限られず、これらのコアは金属コアであってもよい。
【0051】
図4(B)は、変形例に係るコイル部品80を、Z軸負方向側から見た底面図である。実施形態に係るコイル部品10を表す
図4(A)との比較から理解できるように、コイル部品80では、両端の鍔部24に各4つずつ、合計8つの端子部が設けられている点で相違するが、その他の構成はコイル部品10と同様である。コイル部品80の端子部53a、53bは、コイル部品10の端子部53に対応しており、コイル部品80の端子部54a、54bは、コイル部品10の端子部54に対応している。
【0052】
コイル部品80では、導線端部43bと導線端部44aとの電気的な接続及び導線端部41bと導線端部42aとの電気的な接続は、コイル部品80を実装する配線基板上の配線パターンを介して行われる。コイル部品80も、上述したコイル部品10と同様の効果を奏する。
【0053】
図9(A)は、第2変形例に係るコイル部品100の斜視図である。コイル部品100は、第1コア120の鍔部124の形状が実施形態に係るコイル部品10と異なるが、その他の構成はコイル部品10と同様である。コイル部品100は、鍔部124の実装面124bに、Z軸負方向側へ突出する突起151〜156が形成されており、突起151〜156に導線40を構成する各被覆導線の導線端部が接続されている。一方の鍔部124に形成されている突起151〜153及び他方の鍔部24に形成されている突起154〜156は、間隔をあけて実装面124bに設けられており、実施形態における端子部51〜53及び端子部54〜56の同様の機能を奏する。
【0054】
図9(B)は、第3変形例に係るコイル部品180の斜視図である。第2変形例に係るコイル部品100を表す
図9(A)との比較から理解できるように、コイル部品180では、両端の鍔部224に各4つずつ、合計8つの突起が設けられている点で相違するが、その他の構成はコイル部品100と同様である。コイル部品180の突起部153a、153bは、コイル部品100の端子部153に対応しており、コイル部品180の突起部154a、154bは、コイル部品180の端子部54に対応している。
【0055】
このように、内側マーク32aが形成された第2コア30と接合する第1コアの形状は特に限定されず、また、導線40の導線端部の固定も、端子部に固定する態様であっても、第1コアの突起部に固定する態様であってもよい。第1変形例に係るコイル部品100及び第2変形例に係るコイル部品180も、実施形態に係るコイル部品10と同様の効果を奏する。