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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】コイル装置
(51)【国際特許分類】
   H01F 37/00 20060101AFI20240905BHJP
   H01F 27/29 20060101ALI20240905BHJP
【FI】
H01F37/00 F
H01F37/00 A
H01F37/00 C
H01F27/29 S
H01F27/29 125
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2020121127
(22)【出願日】2020-07-15
(65)【公開番号】P2022018197
(43)【公開日】2022-01-27
【審査請求日】2023-05-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】TDK株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001494
【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】有光 一統
(72)【発明者】
【氏名】北島 伸夫
【審査官】五貫 昭一
(56)【参考文献】
【文献】特開2001-155932(JP,A)
【文献】実開平2-118919(JP,U)
【文献】国際公開第2019/017236(WO,A1)
【文献】実開昭61-94312(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01F 37/00
H01F 27/29
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
空芯コイルと、
前記空芯コイルを内部に含み、実装面と前記実装面に垂直な側面とを有するコアと、
第1方向に沿って引き出された前記空芯コイルの第1端部に接続される第1端子と、
前記第1方向に沿って引き出された前記空芯コイルの第2端部に接続される第2端子と、を有し、
前記第1端子は、前記実装面に沿って配置された第1実装部と、前記第1実装部に接続され、前記側面に沿って配置された第1接続部と、前記第1接続部に接続され、前記コアの内部に埋設された第1埋設部と、前記コアの内部において前記コアの前記第1方向の一方側で前記実装面に向かって前記第1埋設部から立ち上がり、前記空芯コイルの巻回部の外周面および前記空芯コイルの一方の端部の位置を規制する第1前方突起と、前記コアの内部において前記コアの前記第1方向の他方側で前記実装面に向かって前記第1埋設部から立ち上がり、前記空芯コイルの巻回部の外周面の位置を規制する第1後方突起と、を有し、
前記第2端子は、前記実装面に沿って配置された第2実装部と、前記第2実装部に接続され、前記側面に沿って配置された第2接続部と、前記第2接続部に接続され、前記コアの内部に埋設された第2埋設部と、前記コアの内部において前記コアの前記第1方向の一方側で前記実装面に向かって前記第2埋設部から立ち上がり、前記空芯コイルの巻回部の外周面および前記空芯コイルの他方の端部の位置を規制する第2前方突起と、前記コアの内部において前記コアの前記第1方向の他方側で前記実装面に向かって前記第2埋設部から立ち上がり、前記空芯コイルの巻回部の外周面の位置を規制する第2後方突起と、を有するコイル装置。
【請求項2】
前記第1前方突起と前記第1後方突起と前記第2前方突起と前記第2後方突起とは、前記巻回部の外周近傍に配置される請求項1に記載のコイル装置。
【請求項3】
前記第1前方突起と前記第1後方突起と前記第2前方突起と前記第2後方突起とは、前記巻回部の外周面には当接していない請求項1または2に記載のコイル装置。
【請求項4】
前記コアは、前記巻回部が挿入される柱状部を有する第1コアを有する請求項1~3のいずれかに記載のコイル装置。
【請求項5】
前記柱状部の外周面と前記巻回部の内周面との間の距離は、前記第1前方突起と前記巻回部の外周面との間の距離、前記第1後方突起と前記巻回部の外周面との間の距離、前記第2前方突起と前記巻回部の外周面との間の距離、および前記第2後方突起と前記巻回部の外周面との間の距離よりも大きい請求項4に記載のコイル装置。
【請求項6】
前記第1前方突起と、前記第2前方突起とは、前記空芯コイルの一方の端部と他方の端部の間に配置されている請求項1~5のいずれかに記載のコイル装置。
【請求項7】
前記第1前方突起と、前記第2前方突起との間の距離は、前記巻回部の外径よりも小さい請求項1~6のいずれかに記載のコイル装置。
【請求項8】
前記第1前方突起は、前記第1端部の先端よりも前記巻回部の外周面に近接しており、
前記第2前方突起は、前記第2端部の先端よりも前記巻回部の外周面に近接している請求項1~7のいずれかに記載のコイル装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばインダクタ等として用いられるコイル装置に関する。
【背景技術】
【0002】
インダクタ等として用いられるコイル装置として、例えば特許文献1に記載のコイル装置が知られている。特許文献1に記載のコイル装置は、コアと、コアの柱状部(巻芯部)に巻回されるコイルと、コイルの端部が接続される端子とを有する。端子の一部には突起が形成されており、この突起を下鍔部の外側面に当接させることにより、コアに対する端子の位置ずれを防止することが可能となっている。
【0003】
ところで、コイル装置の製造時において、コイルの端部を端子に接続した状態で、端子とともにコイルをコアに組み合わせる場合がある。この場合、端子に対してコイルが位置ずれすると、端子をコアの所定位置に配置させたときに、コイルの内周面にコアの柱状部が接触する等の不具合が生じ、結果として製品毎にインダクタンス特性がばらつき、コイル装置の信頼性が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平10-22137号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、信頼性の高いコイル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
空芯コイルと、
前記空芯コイルの端部に接続される端子と、を有し、
前記端子には、前記空芯コイルの位置を規制する突起が形成されている。
【0007】
本発明に係るコイル装置では、端子に空芯コイルの位置を規制する突起が形成されている。そのため、端子にコイルの端部を接続すると、端子に対するコイルの位置が突起によって規制され、端子に対してコイルが位置ずれすることを防止することが可能となる。そして、この状態で、コイルとともに端子をコアの所定位置に配置させると、コアの柱状部(巻芯部)にコイルがスムーズに挿入され、コアの柱状部がコイルの内周面に接触する等の不具合を防止することができる。よって、本発明によれば、当該不具合に起因する製品毎のインダクタンス特性のばらつきを防止し、信頼性の高いコイル装置を実現することができる。また、このような不具合を防止することにより、コイル装置の製造の容易化を図ることができる。
【0008】
好ましくは、前記突起は、前記空芯コイルの外周近傍に配置される。このような構成とすることにより、端子に対するコイルの位置のずれ幅を小さくすることが可能となり、端子に対するコイルの位置ずれを有効に防止することができる。
【0009】
好ましくは、前記突起は、前記コイルの外周面には当接していない。このような構成とすることにより、例えばコイルの外表面に絶縁被膜が形成されている場合に、突起との摩擦により絶縁被膜に損傷が生じることを防止することが可能となり、端子とコイル(コイルの外周面)との間でショート不良が発生し難くなる。
【0010】
好ましくは、前記空芯コイルが挿入される柱状部を具備するコアを有する。このような構成とすることにより、コイルの内側の領域におけるコアの実効透磁率を十分に確保することが可能となり、コイル装置のインダクタンス特性を良好なものとすることができる。
【0011】
好ましくは、前記柱状部の外周面と前記コイルの内周面との間の距離は、前記突起と前記コイルの外周面との間の距離よりも大きい。この場合、柱状部の外周面とコイルの内周面との間に第1の隙間が形成され、突起とコイルの外周面との間に第2の隙間が形成されることになる。仮に端子に対してコイルが第2の隙間の範囲内で位置ずれして配置された場合、柱状部の外周面とコイルの内周面との間に、第1の隙間と第2の隙間の差分に応じた幅の隙間が形成されることになる。そのため、端子に対してコイルが第2の隙間の範囲内で位置ずれして配置されたとしても、柱状部の外周面とコイルの内周面との間には依然として隙間が形成されることになり、柱状部がコイルの内周面に接触する等の不具合を生じさせることなく、柱状部にコイルを挿入することができる。
【0012】
好ましくは、前記端子を一対有し、一方の前記端子の前記突起と、他方の前記端子の前記突起とは、前記空芯コイルの一対の端部の各々の間に配置されている。このような構成とすることにより、突起によって、コイルの巻回部分および各端部の位置を規制することが可能となり、端子に対するコイルの位置ずれを有効に防止することができる。
【0013】
好ましくは、前記端子を一対有し、一方の前記端子の一端側に形成される前記突起と、他方の前記端子の一端側に形成される前記突起との間の距離は、前記コイルの外径よりも小さい。このような構成とすることにより、端子の一端側へのコイルの位置ずれ、およびこれに垂直な方向へのコイルの位置ずれを防止することができる。
【0014】
好ましくは、前記突起は、前記端子の継線部として機能する。このような構成とすることにより、コイルの端部を端子(突起)に接続しつつ、突起によって端子に対するコイルの位置ずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1図1は本発明の一実施形態に係るコイル装置の斜視図である。
図2図2図1に示す第1コアの斜視図である。
図3図3図1に示すコイルの斜視図である。
図4図4図1に示す端子の斜視図である。
図5A図5A図1に示すコイル装置を別の角度から見た斜視図である。
図5B図5B図5Aに示すコイル装置を別の角度から見た斜視図である。
図6A図6A図1に示すコイル装置の製造方法を示す図である。
図6B図6B図6Aの続きの工程を示す図である。
図6C図6C図6Bの続きの工程を示す図である。
図6D図6D図6Cの続きの工程を示す図である。
図6E図6E図6Dの続きの工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【0017】
図1に示すように、本発明の一実施形態に係るインダクタ1は、略直方体形状からなり、コイル2と、端子4a,4bと、第1コア5と、第2コア6とを有する。インダクタ1は、第1コア5と第2コア6とをZ軸方向に組み合わせた形状を有する。第1コア5側にはインダクタ1の上面が形成され、第2コア6側にはインダクタ1の底面(実装面)が形成されている。なお、第2コア6については、インダクタ1の内部の構成について理解を容易にするために仮想線で示している。また、図2図6Dにおいては、上記各構成について、理解を容易にするために、上下反転させた状態で図示している。
【0018】
インダクタ1の寸法は特に限定されないが、そのX軸方向幅は好ましくは2~20mmであり、Y軸方向幅は好ましくは2~20mmであり、Z軸方向幅は好ましくは1~10mmである。
【0019】
図2に示すように、第1コア5は、ベース部50と、ベース部50の表面(上面)に形成された柱状部53とを有する。なお、図1に示すように、インダクタ1を実装面が下方を向くように配置したとき、ベース部50の上面はインダクタ1の下方を向くことになる。
【0020】
第1コア5は、フェライト粒子または金属磁性体粒子が分散された合成樹脂で構成されている。ただし、第1コア5を構成する材料はこれに限定されるものではなく、これらの粒子を含まない合成樹脂で構成してもよい。フェライト粒子としては、Ni-Zn系フェライト、Mn-Zn系フェライトなどが例示される。金属磁性体粒子としては、特に限定されないが、たとえばFe-Ni合金粉、Fe-Si合金粉、Fe-Si-Cr合金粉、Fe-Co合金粉、Fe-Si-Al合金粉、アモルファス鉄などが例示される。
【0021】
第1コア5に含まれる合成樹脂としては、特に限定されないが、好ましくは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂などが例示される。
【0022】
ベース部50は略直方体形状(略扁平形状)からなり、その表面(上面)には第1凹部51a~第4凹部51dと、第1凸部52a~第4凸部52dと、突出部54とが形成されている。凹部51a~51dは、それぞれベース部50の四隅に形成されており、Z軸方向から見て略長方形状を有する。
【0023】
凹部51a~凹部51dは所定の深さを有し、その深さは図1に示す端子4a,4bの厚み(板厚)と略等しくなっている。すなわち、凹部51a~51dの深さは比較的浅く、ベース部50の上面は実質的に平坦面となっている。そのため、図1に示すように、第1コア5と第2コア6とを組み合わせたとき、第1コア5と第2コア6とは、略同一平面上で接合されることになる。
【0024】
図2に示すように、凸部52a~52dは、平坦面からなる表面形状を有し、ベース部50の略中心部(ベース部50の中心から僅かに位置ずれした位置)から外側に向かって放射状に延在している。第1凸部52aは第1凹部51aと第4凹部51dとの間に形成され、第2凸部52bは第1凹部51aと第2凹部51bとの間に形成され、第3凸部52cは第2凹部51bと第3凹部51cとの間に形成され、第4凸部52dは第3凹部51cと第4凹部51dとの間に形成されている。
【0025】
第3凸部52cのY軸方向の端部には、突出部54が形成されている。突出部54は、第3凸部52cの上面からZ軸方向に所定の高さだけ突出している。突出部54のX軸方向幅は、第3凸部52cのX軸方向幅と略等しくなっている。突出部54はZ軸方向から見て略長方形状を有し、その上面にはテーパ面が形成されている。
【0026】
後述するように、第1凹部51aおよび第2凹部51bには、端子4aが第2凸部52bを跨ぐように配置される(図5A参照)。第3凹部51cおよび第4凹部51dには、端子4bが第4凸部52dを跨ぐように配置される(図5A参照)。凸部52a~52dは凹部51a~51dに対して端子4a,4bの厚み分だけZ軸方向に突出しているため、上述したように端子4a,4bを凹部51a~51dに配置したとき、凸部52a~52dの上面と端子4a,4b(第1載置部41および第2載置部42)の上面とが略面一となる。
【0027】
柱状部53は、ベース部50の略中心部に一体的に形成されており、Z軸方向に延在している。柱状部53は、ベース部50の中心部に対して、僅かに外側(Y軸方向の負方向側)に位置ずれして形成されている。柱状部53には、図1に示すコイル(空芯コイル)2が配置(挿入あるいは巻回)される。そのため、柱状部53の直径は、コイル2の内径よりも小さくなっている。柱状部53は円柱形状からなり、その高さはコイル2の高さよりも高くなっている(図5A参照)。第1コア5に柱状部53を具備させることにより、コイル2の内側の領域における第1コア5の実効透磁率を十分に確保することが可能となり、インダクタ1のインダクタンス特性を良好なものとすることができる。
【0028】
図3に示すように、コイル2は、空芯コイルで構成されており、平角線からなるワイヤ3をエッジワイズ巻きしてなる。コイル2は、α巻きされているが、その巻回方法はこれに限定されるものではない。ワイヤ3の短辺側の面(エッジ側の面)はコイル2の内周面または外周面を構成しており、ワイヤ3の長辺側の面(幅方向の面)はZ軸方向を向いている。
【0029】
ワイヤ3を構成する材料としては、例えば銅および銅合金、銀、ニッケルなどの金属の良導体が挙げられるが、導体材料であれば特に限定されない。ワイヤ3の表面には絶縁被覆が施されている。絶縁被覆を構成する樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばエポキシ変性アクリル樹脂等が用いられる。
【0030】
ワイヤ3の一端(ワイヤ端3a)はコイル2の一方の端部を構成し、ワイヤ3の他端(ワイヤ端3b)はコイル2の他方の端部を構成している。ワイヤ端3aは、コイル2(コイル2の巻回部分)の下端から、Y軸方向に沿って、外側に直線的に引き出されている。ワイヤ端3bは、コイル2(コイル2の巻回部分)の上端から、Y軸方向に沿って外側に引き出されるとともに、Z軸方向に沿って下方に引き出されている。すなわち、ワイヤ端3bは、Y軸方向からZ軸方向へ、およびZ軸方向からY軸方向へ屈曲しつつ、引き出される。ワイヤ端3a,3bのいずれについても、捻られることなく、互いに同一方向(Y軸方向)に引き出されている。
【0031】
図4に示すように、端子4a,4bは、YZ平面に対して鏡面対称に形成されており、図5Aに示すように、ベース部50の上面に、X軸方向に所定の間隔をあけて配置(載置)される。端子4aはベース部50のX軸方向の一方側に配置され、端子4bはベース部50のX軸方向の他方側に配置される。端子4a,4bは、例えば金属の板材を機械加工して形成されるが、端子4a,4bの形成方法はこれに限定されるものではない。
【0032】
図4に示すように、端子4a,4bは、第1載置部41と、第2載置部42と、第1位置決め部43と、第4位置決め部44と、継線部45と、実装部46と、接続部47と、切り欠き部48とを有する。
【0033】
実装部46は、図1に示す第2コア6の底面に固定される。実装部46は、Y軸方向に所定幅を有し、第2コア6の底面のY軸方向の一端部から他端部に至る領域に固定される。また、実装部46は、X軸方向に所定幅を有し、第2コア6の底面のX軸方向の端部に固定される。実装部46は、半田や導電性接着剤等によって、回路基板(図示略)に接続される。
【0034】
接続部47は、実装部46に一体的に接続されており、実装部46に対して略垂直方向に延在している。接続部47は、実装部46と載置部41,42とを接続する部分であり、図1に示す第2コア6の外側面に固定される。接続部47は、第2コア6の外側面に沿って、第1コア5とは反対側(Z軸負方向側)に向かって延在する。端子4aの接続部47と端子4bの接続部47とは、X軸方向に対向して配置される。実装部46を半田で回路基板(図示略)に接続したとき、接続部47の一部にはハンダフィレットが形成される。すなわち、接続部47は、ハンダフィレット形成部としても機能する。
【0035】
第1載置部41および第2載置部42は、接続部47のZ軸方向の端部に一体的に接続されており、接続部47に対して略垂直方向(実装部46の延在方向と同一方向:X軸方向)に延在している。載置部41,42は、第1コア5(ベース部50)の上面に略平行な面を有し、実装部46とZ軸方向に対向している。載置部41,42は、ベース部50の上面に載置され(図5A参照)、第1コア5と第2コア6とによって挟まれる(図1参照)。
【0036】
より詳細には、図2および図4に示すように、端子4aの第1載置部41は第3凹部51cに配置され、端子4aの第2載置部42は第4凹部51dに配置され、端子4bの第1載置部41は第2凹部51bに配置され、端子4bの第2載置部42は第1凹部51aに配置される。
【0037】
図4に示すように、第1載置部41は端子4a,4bのY軸方向の一方側の端部に形成され、第2載置部42は端子4a,4bのY軸方向の他方側の端部に形成されている。第1載置部41と第2載置部42とはY軸方向に所定の間隔で配置されており、載置部41,42の各々の間にはこれらを隔てる切り欠き部48が形成されている。図1に示すように、切り欠き部48は、少なくとも端子4a,4bが第1コア5および第2コア6の外側に露出する位置に形成されており、図4に示す例では、載置部41,42の先端部から接続部47の下端部にまで及んでいる。端子4a,4bに切り欠き部48を具備させることにより、載置部41,42と接続部47との交差部において、端子4a,4bの折り曲げが容易になる。
【0038】
図5Aに示すように、端子4a,4bをベース部50の上面に配置したとき、端子4aの切り欠き部48が形成された領域には第4凸部52dが配置され、端子4bの切り欠き部48が形成された領域には第2凸部52bが配置される。
【0039】
図4に示すように、継線部45は、第1載置部41のY軸方向の一方側の端部に一体的に形成されている。継線部45には、図3に示すコイル2の端部が接続される。端子4aの継線部45と端子4bの継線部45とは、互いに同一方向(Y軸方向)を向いて配置されている。
【0040】
継線部45は、固定片45aと折曲片45bとを有する。固定片45aは、折曲片45bに対してZ軸方向に対向しており、第1載置部41のY軸方向の一方側の端部に一体的に形成されている。固定片45aは、第1載置部41をY軸方向の一端側に延長した形状を有し、第1載置部41と同様にベース部50の上面に載置される(図5A参照)。
【0041】
折曲片45bは、固定片45aのX軸方向の他方側の端部に一体的に形成されており、当該端部を折曲点(支点)として折曲可能に形成されている。折曲片45は、その折曲前はZ軸方向に立設するように形成されており、その折曲後は図示されているようにX軸方向の一方側に延在するように形成されている。端子4aの折曲片45bと端子4bの折曲片45bとは、互いに近づく方向に延びている。折曲片45bは、固定片45aとともに、ベース部50の上面に対向するように配置されている。
【0042】
図5Aに示すように、端子4aの継線部45は、その固定片45aと折曲片45bとでワイヤ3のワイヤ端3aを挟み込み、これを保持する。また、端子4bの継線部45は、その固定片45aと折曲片45bとでワイヤ3のワイヤ端3bを挟み込み、これを保持する。
【0043】
継線部45は、載置部41,42と同様に、ベース部50の表面に載置され、図1に示す第1コア5と第2コア6とによって挟まれる。継線部45によってワイヤ3のワイヤ端3a,3bの長辺側の面を保持したときの保持面は、ベース部50の上面に対して略平行に配置される。また、固定片45aにおけるワイヤ端3a,3bの保持面(当接面)と、折曲片45bにおけるワイヤ端3a,3bの保持面(当接面)と、ワイヤ端3a,3bの長辺側の面とは、略平行に配置される。
【0044】
図4に示すように、第1載置部41のX軸方向の一方側の端部には、第1位置決め部43が形成されている。第1位置決め部43は、当該端部における第1載置部41のエッジを折曲点(支点)として折り曲げられており、Z軸方向に延在している。第1位置決め部43は、折曲片45bの折曲点が配置される側とは反対側に形成されている。端子4aの第1位置決め部43と端子4bの第1位置決め部43とは、X軸方向に対向している。
【0045】
図5Bに示すように、端子4aの第1位置決め部43はワイヤ端3aの周辺に形成されており、端子4bの第1位置決め部43はワイヤ端3bの周辺に形成されている。端子4aの第1位置決め部43と端子4bの第1位置決め部43とは、コイル2の一対の各々の端部(ワイヤ端3a,3b)の各々の間に配置されている。より詳細には、端子4aの第1位置決め部43は、ワイヤ端3aがコイル2の外周面と交差する交差部の周辺に配置されており、端子4bの第1位置決め部43は、ワイヤ端3bがコイル2の外周面と交差する交差部の周辺に配置されている。
【0046】
端子4aの第1位置決め部43と端子4bの第1位置決め部43との間の距離L1は、コイル2の外径Dよりも小さくなっている(後述する距離L2についても同様)。図示の例では、上記距離L1は、ワイヤ端3aとワイヤ端3bとの間の距離、あるいはコイル2の内径に略等しくなっている。
【0047】
図4に示すように、第2載置部42のY軸方向の他方側の端部には、第2位置決め部44が形成されている。第2載置部42は、Y軸方向に沿って、継線部45とは反対側に位置する。第2位置決め部44は、当該端部における第2載置部42のエッジを折曲点(支点)として折り曲げられており、Z軸方向に延在している。端子4aの第2位置決め部44と端子4bの第2位置決め部44とは、図1に示す第2コア6の側面(Y軸に対して垂直に交わり、端子4a,4bが固定されていない側面)を向いている。
【0048】
位置決め部43,44は、それぞれ突起形状からなる。位置決め部43,44のZ軸方向の長さは、特に限定されるものではないが、折曲片45bの長手方向に沿う長さの1/4~3/4程度である。また、位置決め部43,44のZ軸方向の長さは、好ましくはコイル2の高さの1/8~1/4である。
【0049】
図5Bに示すように、端子4aの第1位置決め部43は端子4aの第2位置決め部44に対してX軸方向の内側に位置ずれして配置されており、端子4bの第1位置決め部43は端子4bの第2位置決め部44に対してX軸方向の内側に位置ずれして配置されている。そのため、端子4aの第1位置決め部43と端子4bの第1位置決め部43との間の距離L1は、端子4aの第2位置決め部44と端子4bの第2位置決め部44との間の距離L2よりも小さくなっている。
【0050】
ベース部50の上面にコイル2と端子4a,4bとを配置したとき、端子4aの位置決め部43,44と端子4bの位置決め部43,44とは、コイル2の外周近傍に配置される。これにより、端子4a,4bに対してコイル2の位置(X軸方向、Y軸方向および回転方向への移動)が規制され、端子4a,4bに対してコイル2の位置決めを行うことが可能となっている。
【0051】
本実施形態では、位置決め部43,44は、コイル2の外周面には当接してはいない。より詳細には、端子4aの第1位置決め部43とコイル2の外周面との間には隙間G1が形成されており、端子4bの第1位置決め部43とコイル2の外周面との間には隙間G2が形成されており、端子4aの第2位置決め部44とコイル2の外周面との間には隙間G3が形成されており、端子4bの第2位置決め部44とコイル2の外周面との間には隙間G4が形成されている。
【0052】
隙間G1の隙間幅をL3とし、隙間G2の隙間幅をL4とし、隙間G3の隙間幅をL5とし、隙間G4の隙間幅をL6とした場合、L3=L4=L5=L6でもよく、L3~L6の各々の値が全て等しくなっていなくてもよい。例えば、L3=L4>L5=L6でもよく、あるいはL5=L6>L3=L4でもよい。
【0053】
柱状部53の中心部とコイル2の中心部とが略一致している状態において、柱状部53の外周面とコイル2の内周面との間の隙間幅L7は、上述した隙間G1~G4の隙間幅L3~L6よりも大きくなっている。より詳細には、上記隙間幅L7は、上記隙間幅L3~L6の平均値よりも大きく、あるいは距離L3~L6の最大値よりも大きい。
【0054】
なお、継線部45の折曲片45bは、その折曲前においては、Z軸方向に立ち上げられており、この状態において、コイル2(より詳細には、コイル2の端部を構成するワイヤ3のワイヤ端3a,3b)の位置決めを行うことが可能となっている。すなわち、端子4a,4bの継線部45の折曲片45bも、その折り曲げ前において位置決め部として機能する。
【0055】
図5Aに示すように、ベース部50の上面に端子4a,4bが配置された状態において、コイル2は、端子4aの第1載置部41および第2載置部42と、端子4bの第1載置部41および第2載置部42と、ベース部50の第1凸部52a~第4凸部52dとに跨るように配置(載置)される。
【0056】
本実施形態では、継線部45の周囲において、第1コア5(ベース部50)の上に端子4a,4bの継線部45(より正確には固定片45a)が配置され、継線部45(より正確には折曲片45b)の上に図1に示す第2コア6が配置される。
【0057】
前述の通り、継線部45(固定片45a)の配置位置とコイル2の配置位置との間には段差があるが、この段差の高さは端子4a,4bの板厚と同程度であり比較的小さいため、継線部45(固定片45a)とコイル2とは、実質的にベース部50の略同一平面上に配置されることになる。
【0058】
図1および図5Aに示すように、第2コア6は、コイル2とともにベース部50の上面を覆うように形成される。第2コア6は、例えば、端子4a,4bが各端部に接続されたコイル2に第1コア5を組み合わせた仮組体を金型の内部にインサートし、射出成形を行うことにより形成される。ただし、第2コア6として、予め成形しておいたコア(仮成形コア)を用いてもよい。第2コア6は、第1コア5と同種の材料で構成してもよく、あるいは異種の材料で構成してもよい。なお、第2コア6を樹脂のみで構成してもよい。
【0059】
第1コア5に第2コア6を組み合わせたとき、コイル2と、端子4a,4bの一部(載置部41,42、位置決め部43,44、継線部45)とは、第2コア6によって覆われる。
【0060】
次に、図6A図6E等を参照しつつ、インダクタ1の製造方法について説明する。本実施形態の方法では、まず、金属板(たとえば、Snめっき金属板)等の導電板を図6Aに示すような形状に打抜き加工する。同図に示すように、打抜き加工後の導電板には、接続部47を介してフレーム7に接続された端子4a,4bが形成されている。
【0061】
次に、図3に示すコイル2の各端部(ワイヤ3のワイヤ端3a,3b)に端子4a,4bを接続する。このとき、端子4a,4bの各々の位置決め部43,44によって、端子4a,4bに対するコイル2の位置を規制しつつ、コイル2の底面の一部を端子4a,4bの各々の載置部41,42上に載置する。より詳細には、コイル2の外周面が端子4aの位置決め部43,44および端子4bの位置決め部43,44の内側に所定の間隔が形成されるように、コイル2の底面の一部を端子4a,4bの各々の載置部41,42上に載置する。そして、ワイヤ端3a,3bを固定部45aと折曲片45bとで挟み込み(保持し)、ワイヤ端3a,3bを継線部45に接続する。
【0062】
次に、図6Bに示すように、端子4a,4bが各端部に固定されたコイル2に、図2に示す第1コア5を組み合わせ、仮組体を構成する。より詳細には、第1コア5の柱状部53をコイル2の内側に挿入するとともに、ベース部50の上面に端子4a,4bの各々の載置部41,42を載置する。このとき、コイル2の底面の一部が、ベース部50の凸部52a~52d上に載置される。第1コア5としては、予め成形しておいたコア(仮成形コア)が用いられる。第1コア5を構成する材料としては、流動性のある材料が用いられ、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂をバインダとした複合磁性材料が用いられる。
【0063】
仮組体を構成する前または後において(すなわち、図6Aまたは図6Bに示す状態において)、継線部45に対してレーザ溶接を施す。レーザ溶接は、例えば継線部45の上方から折曲片45bに向けてレーザを照射することにより行われる。レーザを照射した部分には、レーザ玉(図示略)が形成される。
【0064】
次に、図6Bに示す仮組体を金型の内部にインサートし、金型内で第2コア6を射出成形により形成する。このとき、端子4a,4bの接続部47については金型から露出させておく。射出成形時においては、磁性粉末とバインダ樹脂とを含む混合物を加熱等により流動化して金型内に射出し、冷却等により固化することにより、図6Cに示す第2コア6が得られる。
【0065】
図示の例では、第2コア6の表面には、その側面および底面に跨るように、段差部60が形成されている。第2コア6の底面に形成された段差部60の一部には、端子部4a,4bの実装部46(図4)を配置させることが可能となっており、第2コア6の側面に形成された段差部60の一部には、端子部4a,4bの接続部47を配置させることが可能となっている。
【0066】
次に、図6Dに示すように、図6Cに示すフレーム7を切断器具で切断して除去し、図6Eに示すように、除去して残った部分(接続部47)を段差部60に固定する。より詳細には、図6Eに示すように、端子4a,4bの接続部47を図6Dに示す状態から略垂直に折り曲げ、接続部47を第2コア6の側面に形成された段差部60の一部に固定する。また、その状態で、接続部47の先端部を略垂直に折り曲げ、第2コア6の底面に形成された段差部60の一部に固定する。以上のようにして、本実施形態におけるインダクタ1を得ることができる。
【0067】
本実施形態に係るインダクタ1は、端子4a,4bにコイル2の位置を規制する突起(第1位置決め部43および第2位置決め部44)が形成されている。そのため、端子4a,4bにコイル2の端部(ワイヤ端3a,3b)を接続すると、端子4a,4bに対するコイル2の位置が位置決め部43,44によって規制され、端子4a,4bに対してコイル2が位置ずれすることを防止することが可能となる。そして、この状態で、コイル2とともに端子4a,4bを第1コア5の所定位置に配置させると、第1コア5の柱状部(巻芯部)53にコイル2がスムーズに挿入され、柱状部53がコイル2の内周面に接触する等の不具合を防止することができる。よって、本実施形態によれば、当該不具合に起因する製品毎のインダクタンス特性のばらつきを防止し、信頼性の高いインダクタ1を実現することができる。また、このような不具合を防止することにより、インダクタ1の製造の容易化を図ることができる。
【0068】
また、本実施形態では、位置決め部43,44は、コイル2の外周近傍に配置される。そのため、端子4a,4bに対するコイル2の位置のずれ幅を小さくすることが可能となり、端子4a,4bに対するコイル2の位置ずれを有効に防止することができる。
【0069】
また、本実施形態では、位置決め部43,44が、コイル2の外周面には当接していない。そのため、コイル2の外表面に絶縁被膜が形成されている場合に、位置決め部43,44との摩擦により絶縁被膜に損傷が生じることを防止することが可能となり、端子4a,4bとコイル2(コイル2の外周面)との間でショート不良が発生し難くなる。
【0070】
また、本実施形態では、コイル2が挿入される柱状部53を具備する第1コア5を有する。そのため、コイル2の内側の領域における第1コア5の実効透磁率を十分に確保することが可能となり、インダクタ1のインダクタンス特性を良好なものとすることができる。
【0071】
また、本実施形態では、図5Bに示すように、柱状部53の外周面とコイル2の内周面との間の距離L7が、位置決め部43,44とコイル2の外周面との間の距離L3~L6よりも大きい。この場合、柱状部53の外周面とコイル2の内周面との間に第1の隙間が形成され、位置決め部43,44とコイル2の外周面との間に第2の隙間(隙間G1~G4)が形成されることになる。仮に端子4a,4bに対してコイル2が隙間G1の範囲内で位置ずれして配置された場合、柱状部53の外周面とコイル2の内周面との間に、第1の隙間と第2の隙間の差分に応じた幅の隙間(すなわち、L7-L3~L7+L3の幅からなる隙間)が形成されることになる。そのため、端子4a,4bに対してコイル2が第2の隙間の範囲内で位置ずれして配置されたとしても、柱状部53の外周面とコイル2の内周面との間には依然として隙間が形成されることになり、柱状部53がコイル2の内周面に接触する等の不具合を生じさせることなく、柱状部53にコイル2を挿入することができる。
【0072】
また、本実施形態では、端子4aの第1位置決め部43と、端子4bの第1位置決め部43とは、コイル2の一対の端部の各々(ワイヤ端3a,3b)の間に配置されている。そのため、端子4a,4bの各々の第1位置決め部43によって、コイル2の巻回部分および各端部(ワイヤ端3a,3b)の位置を規制することが可能となり、端子4a,4bに対するコイル2の位置ずれを有効に防止することができる。
【0073】
また、本実施形態では、図5Bに示すように、端子4aの第1位置決め部43と端子4bの第1位置決め部43との間の距離L1は、コイル2の外径Dよりも小さい。そのため、端子4a,4bに対するY軸正方向側へのコイル2の位置ずれ、およびX軸方向へのコイル2の位置ずれを防止することができる。
【0074】
また、本実施形態では、突起(折曲片45b)が、端子4a,4bの継線部45として機能する。そのため、ワイヤ端3a,3bを継線部45に接続しつつ、突起(折曲片45b)によって端子4a,4bに対するコイル2の位置ずれを防止することができる。
【0075】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【0076】
上記各実施形態では、本発明のインダクタに対する適用例について示したが、インダクタ以外のコイル装置に本発明を適用してもよい。
【0077】
上記各実施形態では、ワイヤ3の巻回形状を円形螺旋状としたが、例えば楕円形螺旋状、あるいは角形螺旋状等であってもよい。
【0078】
上記実施形態では、ワイヤ3を平角線で構成したが、丸線、四角線、あるいはリッツ線で構成してもよい。上記第2実施形態についても同様である。
【0079】
上記実施形態において、端子4aの継線部45と端子4bの継線部45とは、コイル2を挟んで、対角線上に配置されていてもよい。
【0080】
上記実施形態において、ベース部50から凹部51a~51dと凸部52a~52dと突出部54とを省略し、ベース部50の上面をフラットに形成してもよい。
【0081】
上記実施形態において、第1コア5の上面あるいは側面の一部が第2コア6によって覆われていてもよい。
【0082】
上記実施形態において、端子4a,4bの接続部47を第1コア5側に向けて折り曲げてもよい。
【0083】
上記実施形態では、コイル2はワイヤ3をエッジワイズ巻きして形成されていたが、ワイヤ3をフラットワイズ巻きしてコイル2を形成してもよい。
【0084】
上記実施形態において、端子4a,4bの載置部41,42に開口部を形成してもよい。このような構成とすることにより、第2コア6の形成時に、金型の内部において、第2コア6を形成する材料(磁性粉末とバインダ樹脂とを含む混合物)が上記開口部の内部に入り込み、端子4a,4bを第2コア6に強固に固定することができる。
【0085】
上記実施形態において、端子4aの位置決め部43,44および端子4bの位置決め部43,44は、いずれもコイル2の外周面に当接してはいなかったが、上記4つの位置決め部43,44のいずれかが、コイル2の外周面に当接していてもよい。
【0086】
上記実施形態において、端子4aの位置決め部43,44および端子4bの位置決め部43,44のうち、いずれかの位置決め部を省略してもよい。例えば、端子4a,4bから第2位置決め部44を省略してもよく、あるいは端子4a,4bから第1位置決め部43を省略してもよい。
【0087】
上記実施形態では、第1コア5と第2コア6の2つのコアでインダクタ1のコア部を構成したが、1つのコアのみでインダクタ1のコア部を構成してもよい。この場合、圧粉成形あるいは射出成型等によりコアを形成してもよい。
【符号の説明】
【0088】
1…インダクタ(コイル装置)
2…コイル
3…ワイヤ
3a,3b…ワイヤ端
4a,4b…端子
41…第1載置部
42…第2載置部
43…第1位置決め部
44…第2位置決め部
45…継線部
45a…固定片
45b…折曲片
46…実装部
47…接続部
48…切り欠き部
149…固定用孔
5…第1コア
50…ベース部
51a~51d…第1凹部~第4凹部
52a~52d…第1凸部~第4凸部
53…柱状部
54…突出部
6…第2コア
60…段差部
7…フレーム
図1
図2
図3
図4
図5A
図5B
図6A
図6B
図6C
図6D
図6E