(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁被膜を有する導線からなるコイルを金型にセットするとともに、前記金型内に外装材料を充填した後、前記外装材料を加圧成形することにより、コイル部が埋設された成形体本体と、前記成形体本体から延在し、前記コイルの端末部が埋設された腕部とを形成する工程と、
前記腕部に設けられたノッチにより前記腕部を分離することにより、前記コイルの端末部を露出させる工程と、
を備えたことを特徴とするコイル部品の製造方法。
【請求項２】
前記コイルの端末部を露出させた後、前記成形体本体を熱処理することを特徴とする請求項１に記載のコイル部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばチョークコイル等として使用される巻線型のコイル部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図８に示すように、空芯コイル６１を金型７０〜７３内にセットした後、磁性材粉と結合材（バインダ）の混合粉を金型７０〜７３内に充填して加圧成形し、外装部材６２を形成してなるコイル部品６０が知られている。なお、図８において、７０は金型のダイス、７１は下パンチ、７２は上パンチ、７３は挟持治具である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のコイル部品６０は、加圧成形の際、空芯コイル６１の両端部６１ａが外装部材６２にて被覆されないように、金型のダイス７０と挟持治具７３にて空芯コイル６１の両端部６１ａが挟み込まれた状態で加圧成形が行われていた。このため、加圧成形プレス機７５には、空芯コイル６１の両端部６１ａが外装部材６２から引き出される部分、言い換えると、上下パンチ７１，７２とダイス７０及び治具７３との境界部分に機械的ストレスがかからないように、加圧成形時にダイス７０が上下方向に可動する機構（フローティング機構）が設けられている。従って、従来のコイル部品６０の製造には、機構が複雑でかつ高価な加工成形プレス機７５を必要とした。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、簡素な上下加圧成形プレス機で容易に成形することができるコイル部品の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段と作用】
以上の目的を達成するため、本発明に係るコイル部品の製造方法は、
（ａ）絶縁被膜を有する導線からなるコイルを金型にセットするとともに、金型内に外装材料を充填した後、外装材料を加圧成形することにより、コイル部が埋設された成形体本体と、成形体本体から延在し、コイルの端末部が埋設された腕部とを形成する工程と、
（ｂ）腕部に設けられたノッチにより腕部を分離することにより、コイルの端末部を露出させる工程と、
を備えたことを特徴とする。さらに、コイルの端末部を露出させた後、成形体本体を熱処理することが好ましい。
【０００６】
成形体を形成する際には、コイルの両端部を金型で挟着することなく、簡素な上下加圧成形プレス機で成形される。コイルの両端部は、成形後の成形体の腕部に内蔵されているが、ノッチに機械的負荷をかけることによって、ノッチ位置で成形体の腕部が取り除かれ、コイルの両端部が露出する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るコイル部品の製造方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【０００８】
図１に示すように、ポリウレタン等の絶縁被膜を有する導線を、コイル状に巻回して空芯コイル１を形成する。導線は銅、銀、金等からなり、その横断面の形状は丸形や角型等任意である。ただし、本第１実施形態では、丸型導線を使用した。
【０００９】
次に、図２に示すように、この空芯コイル１を加圧成形プレス機２５にセットする。図３に示すように、加圧成形プレス機２５は、金型であるダイス１０と下パンチ１１と上パンチ１２を備えている。ダイス１０は中央部に横断面略矩形状のキャビティ１０ａを設けている。キャビティ１０ａの一側面には二つの溝１０ｂが平行に設けられている。このキャビティ１０ａに下パンチ１１が嵌挿されている。下パンチ１１は矩形体をしており、該矩形体の一側面に二つの腕部１１ａが平行に設けられている。腕部１１ａの上面の端部（矩形体側）にはそれぞれ突起１１ｂが形成されている。上パンチ１２は矩形体をしており、矩形体の一側面に二つの腕部１２ａが平行に設けられている。腕部１２ａの下面の端部（矩形体側）にはそれぞれ突起１２ｂが形成されている。
【００１０】
ダイス１０は、加圧成形プレス機２５のベースに固定されている。一方、下パンチ１１及び上パンチ１２の位置はそれぞれサーボ制御されている。つまり、下パンチ１１及び上パンチ１２の駆動（下降又は上昇）は、それぞれＡＣサーボモータＭ１，Ｍ２を利用している。そして、例えば、ダイス１０の上面を基準面とし、この基準面から下パンチ１１の上面や上パンチ１２の下面までの距離をリニアスケール（図示せず）で測定し、それぞれの測定された位置情報に基づいてＡＣサーボモータＭ１，Ｍ２を数値制御する。言い換えると、下パンチ１１及び上パンチ１２の「実際（動作途中）の位置」と「指定している位置（目標値入力信号）」との間に位置ずれが生じていないかどうかを、スケールフィードバック制御を用いて常に監視し、補正するように制御する。
【００１１】
空芯コイル１を加圧成形プレス機２５にセットする方法の一例を説明する。サーボモータＭ１を駆動して、下パンチ１１を予め所定の位置まで上昇させる。その後、外装材料として、磁性材粉と熱可塑性樹脂材（バインダ）の混合粉、あるいは、熱可塑性樹脂で表面を被覆した磁性材粉を所定量の約半分だけダイス１０のキャビティ１０ａ及び溝１０ｂに水平にならして入れる。
【００１２】
本第１実施形態では、熱可塑性樹脂で表面を被覆した磁性材粉を用いた。磁性材粉としては、例えば金属系磁性材粉である純鉄系粉、アモルファス粉、センダスト粉や、フェライト系磁性材粉が用いられる。特に、金属系磁性材粉としては、平均粒径が２０μｍ以下の純鉄系粉末が好ましい。純鉄系粉末は、飽和磁束密度が１．５〜２．０Ｔと高く、塑性変形が容易でプレス成形加工がし易く、かつ、安価である。また、純鉄系粉末の平均粒径を２０μｍ以下（代表値：１０μｍ）に設定することにより（平均粒径は小さい方が好ましい）、スイッチング周波数帯（１００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ）での周波数特性、特にインダクタンス特性が優れた磁性体部材を得ることができる。
【００１３】
この磁性材粉末は、絶縁性を確保するために、その表面が酸化処理あるいは自然放置されることにより、酸化被膜が形成されている。ただし、この酸化被膜は必ずしも必要なものではない。この酸化被膜上に樹脂層が形成される。熱可塑性樹脂として熱可塑性ポリイミド系樹脂（０．５ｗｔ％）を用いた。
【００１４】
なお、樹脂層の材料として、熱硬化性樹脂を用いてもよい。より具体的には、例えば、熱硬化性エポキシ樹脂（０．５ｗｔ％）を用いる。樹脂層は未硬化状態であり、加圧成形後の熱処理（後述）で、未硬化状態の樹脂層を完全に硬化させる。熱処理温度は１５０〜２５０℃である。これにより、磁性材粉間の結合力を強め、磁性体部材の機械的強度を強くする。ただし、樹脂層は熱処理前でも部分的に硬化している場合もあるが、大部分は未硬化状態である。
【００１５】
また、樹脂層を２層構造にしてもよい。例えば、１層目（内側）を熱硬化性樹脂（例えばフッ素系樹脂）で、２層目（外側）を熱可塑性樹脂（例えばポリイミド系樹脂）にしてもよい。また、２層とも、熱硬化性樹脂であってもよいし、２層とも、熱可塑性樹脂であってもよい。
【００１６】
次に、サーボモータＭ１を駆動して、下パンチ１１を所定の位置まで下降させ、空芯コイル１をキャビティ１０ａ内の磁性材粉上にセットする。このとき、空芯コイル１の端末部１ａ，１ｂが溝１０ｂ内に収容されるようにする。この後、残りの磁性材粉をキャビティ１０ａ及び溝１０ｂに水平にならして入れる。こうして、キャビティ１０ａ及び溝１０ｂ内に磁性材粉２０（図２参照）を充填する。
【００１７】
次に、サーボモータＭ２を駆動して、上パンチ１２を下降させ、１〜１０ｔ／ｃｍ２の低いプレス圧力で磁性材粉２０を上下加圧成形し、図４に示すように、空芯コイル１を埋設した略矩形状の成形体２を形成する。プレス成形時にプレス圧力を低くしているのは、成形体２を脆くして、腕部３の取り除き作業を容易に行うためである。
【００１８】
加圧工程が完了後、下パンチ１１及び上パンチ１２を上昇させて圧力を開放し、成形体２を取り出す。成形体２の本体には空芯コイル１のコイル部が埋設されている。成形体２の本体の一側面には、２本の腕部３が延在している。この腕部３はそれぞれ、ダイス１０の溝１０ｂと上下パンチ１２，１１の腕部１２ａ，１１ａによって形成されたものであり、空芯コイル１の端末部１ａ，１ｂが埋設されている。各腕部３の端部（成形体２の本体と腕部３の境界位置）の上下には、略Ｕ字状ノッチ３ａが形成されている。このノッチ３ａは上下パンチ１２，１１の腕部１２ａ，１１ａの略Ｕ字状突起１２ｂ，１１ｂによって形成されたものである。
【００１９】
次に、この腕部３のノッチ３ａにそれぞれ機械的負荷（回転負荷、曲げ負荷、振動負荷、加圧負荷など）をかけることにより、ノッチ３ａの位置から成形体２の腕部３を取り除く（分離する）。そして、図５に示すように、空芯コイル１の端末部１ａ，１ｂを、腕部３が除去された成形体２（外装部材２ａ）の側面からほぼ面一（若干突出している）になるように、露出させる。
【００２０】
次に、この成形体２を熱処理（例えば、熱可塑性ポリイミド系樹脂を使用した場合は２００〜２５０℃である）して、外装部材２ａを形成する。このときの熱処理で、熱可塑性樹脂が一時的に溶けた後、再び固化し、磁性材粉末間の結合力が強まり、隙間が少なくなる。これにより、例えば、外装部材２ａの密度は４〜７ｇ／ｃｍ３になる。この結果、外装部材２ａの機械的強度が強くなる（１２０ｋｇ／ｃｍ２以上）とともに、気密性が向上して耐候性が良くなる。
【００２１】
さらに必要に応じて、外装部材２ａの表面に低粘度樹脂（例えば、熱硬化型樹脂又は紫外線硬化型樹脂）やガラス質被覆材を塗布し、熱処理や紫外線処理を行い、更なる絶縁性及び機械的強度改善を行ってもよい。
【００２２】
次に、図６に示すように、折り曲げ加工された板状の金属端子４，５が外装部材２ａの対向する側面６ａ，６ｂを挟み込むように装着される。金属端子４，５にはそれぞれ、空芯コイル１の端部１ａ，１ｂが、溶接、導電性接着材、あるいは、はんだ９等にて電気的に接続される。金属端子４，５の端部にはそれぞれ、空芯コイル１の端部１ａ，１ｂが挿入される穴が設けられており、その穴に空芯コイル１の端部１ａ，１ｂを位置合わせした後、はんだ付けしている。金属端子４，５の底面に回り込んでいる部分は、かしめるために任意の長さに設定されている。金属端子４，５は、空芯コイル１の端部１ａ，１ｂが露出していない面（６ｂ側）を接続端子として使うことが多く、また、底面に回り込んでいる部分を接続端子として使ってもよい。
【００２３】
こうして得られたコイル部品８は、成形体２を成形する際、空芯コイル１の端末部１ａ，１ｂを金型で挟着する必要がないので、簡素な機構の上下加圧プレス機で容易に成形することができる。さらに、連続成形に適しており、生産性の向上を図ることができる。
【００２４】
なお、本発明に係るコイル部品の製造方法は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００２５】
例えば、加圧成形プレス機２５の金型は、図７に示す構造のものであってもよい。ダイス３０は、中央部に横断面略矩形状のキャビティ３０ａを設けている。キャビティ３０ａの一側面には二つの溝３０ｂが平行に設けられている。各溝３０ｂの両側面には突起３０ｃが向かい合って設けられている。下パンチ３１は矩形体をしており、該矩形体の一側面に二つの腕部３１ａが平行に設けられている。各腕部３１ａの両側面の矩形体側には凹部３１ｂが設けられている。上パンチ３２は矩形体をしており、矩形体の一側面に二つの腕部３２ａが平行に設けられている。各腕部３２ａの両側面の矩形体側には凹部３２ｂが設けられている。この金型３０〜３２によって成形される成形体は、各腕部の端部（成形体本体と腕部の境界位置）の左右に略Ｕ字状ノッチが形成される。この金型３０〜３２は成形体の厚み寸法が大きいコイル部品に適している。これに対して、前記実施形態の金型１０〜１２は成形体の厚み寸法が小さいコイル部品に適している。
【００２６】
また、空芯コイル１の端部１ａ，１ｂを、フープ端子にはんだ付け又は溶接等の方法により電気的に接続した後、金型内にセットし、加圧成形するようにしてもよい。これにより、フープ端子を外装部材に容易に埋め込むことができ、高インダクタンス化又は低抵抗化が容易にかつ安価に実現できる。また、ノッチまたは突起や凹部の形状はＵ字状に限らず、Ｖ字状や円形状や半Ｕ字状であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、成形体を成形する際、空芯コイルの端末部を金型で挟着する必要がないので、簡素な機構の上下加圧プレス機で容易に成形することができる。さらに、連続成形に適しており、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコイル部品の製造方法の一実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に続く製造工程を示す概略断面図。
【図３】図２に示した加圧成形プレス機の金型を示す斜視図。
【図４】図２に続く製造工程を示す斜視図。
【図５】図４に続く製造工程を示す斜視図。
【図６】図５に続く製造工程を示す斜視図。
【図７】図２に示した加圧成形プレス機の金型の変形例を示す斜視図。
【図８】従来のコイル部品の製造方法を示す概略断面図。
【符号の説明】
１…空芯コイル
１ａ，１ｂ…端末部
２…成形体
３…腕部
３ａ…ノッチ
８…コイル部品
１０，３０…ダイス
１１，３１…下パンチ
１２，３２…上パンチ
２５…加圧成形プレス機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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