(57)【要約】【課題】大電流に耐えることができ、しかも軽く、薄く、短く、コンパクトなチョークコイルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】チョークコイルは、磁性成形材料で包封されるコイル本体６０と、当該コイル本体の両端から伸びるとともに外部回路に接続される接触子をなすターミナル板７０、８０とを有している。コイル本体は、扁平な導電性金属片６１、６２が略平坦な面上で螺旋状に連続して巻かれた形状を有している。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性成形材料で包封されるコイル本体と、当該コイル本体の両端から伸びるとともに外部回路に接続される接触子をなすターミナル板とを有し、前記コイル本体は、扁平な導電性金属片が略平坦な面上で螺旋状に連続して巻かれた形状を有していることを特徴とするチョークコイル。
【請求項２】
前記コイル本体は、略平坦な面上で螺旋形状をなす少なくとも２個の前記導電性金属片を重畳し、その端部同士を溶接により接続して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のチョークコイル。
【請求項３】
重畳した前記導電性金属片の間は、前記溶接した部分を除いて、電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項２に記載のチョークコイル。
【請求項４】
扁平な導電性金属片が略平坦な面上で螺旋状に連続して巻かれた形状を有するコイル本体を磁性成形材料で包封したチョークコイルを製造する方法であって、
導電性の扁平な金属片にパンチ加工を施して、略平坦な面上で螺旋形状をなす扁平な導電性金属片にメタルストラップが接続された形状をなすリードフレームを少なくとも２組形成する工程と、
前記少なくとも２組のリードフレームを重ね合わせ、重畳した前記導電性金属片の端部同士を溶接して、扁平な導電性金属片が略平坦な面上で螺旋状に連続して巻かれた形状を有するコイル本体を形成する工程と、
前記コイル本体に前記メタルストラップが接続されたままの状態で、前記コイル本体を磁性成形材料で包封してコイル包封体を形成するモールディング工程と、
前記コイル包封体を形成した後に、前記メタルストラップを切断し、前記コイル包封体から外方に向けて伸びるとともに外部回路に接続される接触子をなす複数のターミナル板を形成する工程と、を含むことを特徴とするチョークコイルの製造方法。
【請求項５】
前記ターミナル板を前記コイル包封体に向けて折り返し、前記コイル包封体の端面上に前記ターミナル板を配置する工程をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のチョークコイルの製造方法。
【請求項６】
重畳した前記導電性金属片の間は、前記溶接した部分を除いて、電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項４に記載のチョークコイルの製造方法。
【請求項７】
パンチ加工を施して形成される前記少なくとも２組のリードフレームのそれぞれは、基部と、略平坦な面上で螺旋形状をなす扁平な前記導電性金属片と、前記基部と前記導電性金属片とを接続する前記メタルストラップと、製造時に前記リードフレームを支持するために用いられる支持板と、を含んでいることを特徴とする請求項４に記載のチョークコイルの製造方法。
【請求項８】
前記メタルストラップは、前記基部に接続される側が帯状をなす複数の分岐片に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のチョークコイルの製造方法。
【請求項９】
前記少なくとも２組のリードフレームを重ね合わせ、重畳した前記導電性金属片の端部同士を溶接する際に、前記リードフレームの前記基部をも重ね合わせることにより、複数の前記ターミナル板が前記コイル包封体の一の端面から外方に向けて伸びるようにしたことを特徴とする請求項７に記載のチョークコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チョークコイルおよびその製造方法に係り、特に、大電流に耐えることができ、しかも軽く、薄く、短く、コンパクトな優れた点を備えるチョークコイル（リアクター）およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、チョークコイルは、コイルの一種で電気機器に組み込んで電流の波形を整え、ノイズを取り除くために用いられており、コイル本体と、その両端のターミナル板とを備えている。チョークコイルの構造およびその製造方法に関して、軽く、薄く、短く、コンパクトな製品を提供し、高度な電子技術やコンピュータ技術に適用し得るように、多数の研究開発がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１１（Ａ）は、従来のチョークコイル１０の外観を示す斜視図、図１１（Ｂ）は、モールディング工程前における、同チョークコイル１０のコイル２４およびリードフレーム３２を示す斜視図、図１１（Ｃ）は、モールディング工程後における、リードフレーム３２をターミナル板１６、１８から切断する前の状態で示す斜視図である。
【０００４】
図１１（Ａ）を参照して、チョークコイル１０は、回路板１２に取付けられており、本体部１４と、本体部１４から外方に向けて伸びる第１ターミナル板１６と、第２ターミナル板１８とを含んでいる。第１と第２のターミナル板１６、１８は、それぞれ、回路板１２上の溶接点２０、２２に溶接されている。
【０００５】
図１１（Ｂ）（Ｃ）を参照して、チョークコイル１０は、断面矩形の扁平な導線を螺旋状に多重巻き３０して形成されるコイル２４を有し、当該コイル２４は、内側端部２６と外側端部２８とを含んでいる。リードフレーム３２は、端部３４を備える第１ターミナル板１６と、端部３８を備える第２ターミナル板１８とを含んでいる。端部３４はコイル２４の内側端部２６に溶接され、端部３８はコイル２４の外側端部２８に溶接されている。その後、この状態のコイル２４およびリードフレーム３２を鋳型内に配置し、磁性成形材料を鋳型に注入充填して成形する。モールド成形されたコイル２４を鋳型から取り出し、リードフレーム３２をカットライン４２、４４に沿って切断して端部３６、４０を取り除き、第１と第２のターミナル板１６、１８を形成する。そして、第１と第２のターミナル板１６、１８を本体部１４に折り曲げる。このような手順を経て、チョークコイル１０を製造している。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第６２０４７４４号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチョークコイル１０にあっては、下記に示される欠点がある。
【０００８】
１．コイル２４に用いられている扁平な導線は、断面矩形の起立した形態をなしているので、巻回した後のコイル２４は、比較的高い高さ寸法を有することになる。このため、昨今の高度な技術水準の電子部品に適用するに際し、軽く、薄く、短く、コンパクトであるというチョークコイルが備えるべき条件を満足しない。
【０００９】
２．コイル２４とリードフレーム３２とをそれぞれ別個に製造しなければならないことから、生産プロセスの簡素化が阻害され、生産コストの増加を招くことになる。
【００１０】
３．リードフレーム３２にパンチで端部３４、３８を形成した後、これら端部３４、３８をコイル２４の内外の両端部２６、２８に溶接しなければならないので、もう１度パンチしてリードフレーム３２を切断除去する必要があり、生産プロセスが増加する。
【００１１】
４．生産プロセスが複雑になったり増加したりすると、歩留まりが悪くなり、生産能率が落ちる。
【００１２】
本願の発明者らは、上記の欠点を改善するために鋭意研究した結果、大電流に耐えることができ、しかも軽く、薄く、短く、コンパクトであるという優れた点を備えるチョークコイルおよびその製造方法を完成するに至った。
【００１３】
そこで、本発明は、大電流に耐えることができ、しかも軽く、薄く、短く、コンパクトであり、昨今の高度な技術水準の電子部品に適用して好適なチョークコイルを提供することを目的とする。
【００１４】
さらに、本発明は、生産プロセスが簡単で、歩留まりが良く、製造コストの低減を図り得るチョークコイルの製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、磁性成形材料で包封されるコイル本体と、当該コイル本体の両端から伸びるとともに外部回路に接続される接触子をなすターミナル板とを有し、前記コイル本体は、扁平な導電性金属片が略平坦な面上で螺旋状に連続して巻かれた形状を有していることを特徴とするチョークコイルである。
【００１６】
また、本発明は、扁平な導電性金属片が略平坦な面上で螺旋状に連続して巻かれた形状を有するコイル本体を磁性成形材料で包封したチョークコイルを製造する方法であって、
導電性の扁平な金属片にパンチ加工を施して、略平坦な面上で螺旋形状をなす扁平な導電性金属片にメタルストラップが接続された形状をなすリードフレームを少なくとも２組形成する工程と、
前記少なくとも２組のリードフレームを重ね合わせ、重畳した前記導電性金属片の端部同士を溶接して、扁平な導電性金属片が略平坦な面上で螺旋状に連続して巻かれた形状を有するコイル本体を形成する工程と、
前記コイル本体に前記メタルストラップが接続されたままの状態で、前記コイル本体を磁性成形材料で包封してコイル包封体を形成するモールディング工程と、
前記コイル包封体を形成した後に、前記メタルストラップを切断し、前記コイル包封体から外方に向けて伸びるとともに外部回路に接続される接触子をなす複数のターミナル板を形成する工程と、を含むことを特徴とするチョークコイルの製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の実施形態に係るチョークコイルを示す斜視図である。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように、本発明の実施形態に係るチョークコイルは、コイル包封体５０と、その中に収納されるコイル本体６０と、コイル本体６０の両側端から伸びるターミナル板７０、８０と、を含んでいる。コイル本体６０は、薄く扁平な導電性金属片６１、６２が略平坦な面上で螺旋状に連続して巻かれた形状を有している（図２および図３を参照）。コイル本体６０は、従来例のように扁平な導線を起立した形態で巻回したものではないので、成形後のチョークコイルは、非常に薄い寸法を有し、また、軽量であり、コンパクトなものとなる。
【００２０】
コイル包封体５０は、鋳型の中で、磁性成形材料の粉末をモールディングした成型体である。磁性成形材料は、電気的な絶縁材料でもある。
【００２１】
コイル本体６０は、図２にも示されるように、略平坦な面上で螺旋形状をなす薄く扁平な２つの導電性金属片６１、６２を重ね合わせ、つまり重畳し、導電性金属片６１、６２の端部６１０、６２０同士を互いに溶接あるいはその他の方法で連結することにより、単一の螺旋状コイルを構成している。略平坦な面上で螺旋形状をなす個々の導電性金属片６１、６２が、溶接点を介して、積層方向に連続している。コイル本体６０の重畳した導電性金属片６１、６２間は、溶接した部分を除いて、電気的に絶縁されている。さもなければ互いにショート状態となり、コイル本体６０は１本の連続した導電性金属片とならないからである。導電性金属片６１、６２は、溶接により接続される部分を除いて電気的に絶縁するために、絶縁層で被覆されたり、バリアにて隔離されたりしている。
【００２２】
２つのターミナル板７０、８０は、外部回路と接続するための接触子をなしている。ターミナル板７０、８０は、コイル包封体５０に向けて折り返され、コイル包封体５０の面上に位置している。このように構成すれば、種々の形態の外部回路との接続に都合がよい。
【００２３】
ターミナル板の数、形状および形成位置は、種々の形態の外部回路に合致するように適宜改変できる。例えば、図１（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ターミナル板は、帯状ないしフォーク形状をなす複数の分岐片７０１〜７０４、８０１〜８０３を有するように形成してもよい。このように構成すれば、チョークコイルは、複数の接続ピン７０１、７０２、７０３、８０１、８０２、８０３を持つ構造（図１（Ｂ））、複数の接続ピン７０１、７０２、７０３、７０４を持つ構造（図１（Ｃ））となる。また、ターミナル板をコイル包封体５０の面上に位置させる形態（図１（Ａ）（Ｂ）参照）の他に、折り曲げずに真っ直ぐに延伸させたままの形態（図１（Ｃ）参照）でもよい。さらに、ターミナル板をコイル包封体５０の対向する両端面に配置する形態（図１（Ａ）（Ｂ）参照）の他に、コイル包封体５０の一の端面に配置する形態（図１（Ｃ）参照）でもよい。
【００２４】
図２〜図４は、図１（Ａ）に示されるチョークコイルの製造方法の説明に供する図であり、図２は、パンチ加工を施して形成した２組のリードフレーム１００、２００を示す図、図３（Ａ）は、２組のリードフレーム１００、２００を重ね合わせ、導電性金属片６１、６２の端部６１０、６２０同士、支持板１０２、２０２同士、支持板１０３、２０３同士を溶接した状態を示す図、図３（Ｂ）は、複数のコイル本体６０をモールディングする状態を示す図である。また、図４（Ａ）は、メタルストラップ１０４、２０４およびリードフレーム支持部の切断加工が終了した状態のチョークコイルを示す図、図４（Ｂ）は、ターミナル板７０、８０の折り返し加工が終了した製品としてのチョークコイルを示す図である。
【００２５】
まず、図２に示すように、導電性を有する薄肉の金属片（例えば、銅片が好ましい）にパンチ加工を施して、２組のリードフレーム（ｌｅａｄ  ｆｒａｍｅ）１００、２００を形成する。リードフレーム１００、２００のそれぞれは、１つの基部１０１、２０１と、その側面から延伸した支持板１０２、１０３、２０２、２０３と、略平坦な面上で螺旋形状をなす扁平な導電性金属片６１、６２と、を含んでいる。導電性金属片６１、６２のそれぞれは、メタルストラッブ（ｍｅｔａｌ  ｓｔｒａｐ）１０４、２０４を介して、基部１０１、２０１に接続されている。支持板１０２、１０３は、導電性金属片６１を間に挟むように、当該導電性金属片６１の両側に位置する。支持板２０２、２０３は、導電性金属片６２を間に挟むように、当該導電性金属片６２の両側に位置する。
【００２６】
次いで、図３（Ａ）に示すように、２組のリードフレーム１００、２００を、導電性金属片６１、６２同士、導電性金属片６１、６２の端部６１０、６２０同士、支持板１０２、２０２同士、支持板１０３、２０３同士を重ね合わせ、端部６１０、６２０同士を溶接する。ここにおいて注意すべきことは、２組の螺旋状の導電性金属片６１、６２によって１本の連続した螺旋状のコイル本体６０を構成するため、両導電性金属片６１、６２の端部６１０、６２０以外の部分は、端部６１０、６２０を溶接する前に、その間を電気的に絶縁しておくことである。支持板１０２、１０３、２０２、２０３についても、各々相手側の端部と重ね合わせて溶接する。これにより、重ね合わされたリードフレーム１００、２００を支持するためのリードフレーム支持部が構成され、次に続く製造工程での製造時に、リードフレーム１００、２００を支持するために用いられる。
【００２７】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、溶接を終えて複数のコイル本体６０が形成されたリードフレーム１００、２００を、コイル本体６０にメタルストラッブ１０４、２０４が接続されたままの状態で、鋳型ないし成形型の中に入れる。鋳型内においては、複数のコイル本体６０は、基部１０１、２０１および支持板１０２、１０３、２０２、２０３から構成されるリードフレーム支持部を介して、所定の位置に支持される。その後、鋳型の中に磁性成形材料の粉末（磁性材粉末）を注入充填し、コイル本体６０を磁性成形材料で包封してコイル包封体５０を形成する（モールディング工程）。
【００２８】
次いで、鋳型の中から、磁性成形材料でモールドされたコイル包封体５０を取り出す。この状態では、複数のコイル包封体５０は、リードフレーム支持部を介して連なったままである。
【００２９】
次いで、コイル包封体５０内の螺旋状コイル本体６０に連接されたメタルストラップ１０４、２０４を切断するとともに、リードフレーム支持部における重なり合った支持板１０２と２０２、１０３と２０３を切断する。これにより、図４（Ａ）に示すように、コイル包封体５０の対向する両端面からターミナル板７０、８０のそれぞれが外方に向けて伸びたチョークコイルが得られる。
【００３０】
そして、図４（Ｂ）および図１（Ａ）に示すように、ターミナル板７０、８０をコイル包封体５０に向けて折り返すことにより、コイル包封体５０の端面上にターミナル板７０、８０を配置した製品としてのチョークコイルが得られる。
【００３１】
図５〜図７は、図１（Ｂ）に示されるチョークコイルの製造方法の説明に供する図であり、図５は、パンチ加工を施して形成した２組のリードフレーム１００、２００を示す図、図６（Ａ）は、２組のリードフレーム１００、２００を重ね合わせ、導電性金属片６１、６２の端部６１０、６２０同士、支持板１０２、２０２同士、支持板１０３、２０３同士を溶接した状態を示す図、図６（Ｂ）は、複数のコイル本体６０をモールディングする状態を示す図である。また、図７（Ａ）は、メタルストラップ１０４、２０４およびリードフレーム支持部の切断加工が終了した状態のチョークコイルを示す図、図７（Ｂ）は、接続ピン７０１〜７０３、８０１〜８０３の折り返し加工が終了した製品としてのチョークコイルを示す図である。
【００３２】
図１（Ｂ）に示されるチョークコイルを製造するに際しては、リードフレーム１００、２００の基部１０１、２０１と、螺旋状をなす導電性金属片６１、６２との間を接続するメタルストラップ１０４、２０４は、基部１０１、２０１に接続される側が帯状をなす複数（図示例では３個）の分岐片を有するように形成してある点で、先の実施形態と相違する。
【００３３】
製造工程は、先の実施形態と同様であり、溶接工程（図６（Ａ））およびモールディング工程（図６（Ｂ））の後に、メタルストラップ１０４、２０４およびリードフレーム支持部を切断すると、図７（Ａ）に示すように、コイル包封体５０の対向する両端面から複数の接続ピン７０１、７０２、７０３、８０１、８０２、８０３のそれぞれが外方に向けて伸びたチョークコイルが得られる。
【００３４】
そして、図７（Ｂ）および図１（Ｂ）に示すように、接続ピン７０１、７０２、７０３、８０１、８０２、８０３をコイル包封体５０に向けて折り返すことにより、コイル包封体５０の端面上に接続ピン７０１、７０２、７０３、８０１、８０２、８０３を配置した製品としてのチョークコイルが得られる。
【００３５】
図８〜図１０は、図１（Ｃ）に示されるチョークコイルの製造方法の説明に供する図であり、図８は、パンチ加工を施して形成した２組のリードフレーム１００、２００を示す図、図９（Ａ）は、２組のリードフレーム１００、２００を重ね合わせ、導電性金属片６１、６２の端部６１０、６２０同士、支持板１０２、２０２同士、支持板１０３、２０３同士、基部１０１、２０１同士を溶接した状態を示す図、図９（Ｂ）は、複数のコイル本体６０をモールディングする状態を示す図である。また、図１０（Ａ）（Ｂ）は、メタルストラップ１０４、２０４およびリードフレーム支持部の切断加工が終了した、製品としてのチョークコイルを示す図である。
【００３６】
図１（Ｃ）に示されるチョークコイルを製造するに際しても、リードフレーム１００、２００の基部１０１、２０１と、螺旋状をなす導電性金属片６１、６２との間を接続するメタルストラップ１０４、２０４は、基部１０１、２０１に接続される側が帯状をなす複数（図示例では２個）の分岐片を有するように形成してある。リードフレーム１００、２００は、表裏を反転すると対称な形状を有している。
【００３７】
製造工程は、先の２つの実施形態と同様であるが、図９（Ａ）に示すように、螺旋形状をなす少なくとも２個の導電性金属片６１、６２を重ね合わせてその端部６０１、６０２同士を溶接する溶接工程においては、リードフレーム１００、２００の基部１０１、１０２同士をも重ね合わせて溶接する。メタルストラップ１０４の２個の分岐片と、メタルストラップ２０４の２個の分岐片とは位相がずれているので、リードフレーム１００、２００の基部１０１、１０２同士を重ね合わせることにより、合計４個の分岐片が形成されている。そして、モールディング工程（図９（Ｂ））の後に、メタルストラップ１０４、２０４およびリードフレーム支持部を切断すると、図１０（Ａ）（Ｂ）および図１（Ｃ）に示すように、コイル包封体５０の一の端面だけから複数の接続ピン７０１〜７０４が外方に向けて伸びた製品としてのチョークコイルが得られる。
【００３８】
以上説明したように、各実施形態に係るチョークコイルは、そのコイル本体６０が略平坦な面上で螺旋状に巻かれた薄く扁平な導電性金属片６１、６２を２組重ね合わせて構成したものであるため、コイル本体６０および製品としてのチョークコイルは、極めてコンパクトなものとなり、昨今の高度な技術水準の電子部品に適用して好適なものとなる。
【００３９】
さらに、大電流に耐えることができ、しかも軽く、薄く、短く、コンパクトなチョークコイルであること、という要求を満足し得る本実施形態のチョークコイルの製造方法にあっては、パンチ加工、溶接加工、磁性成形材料の粉末の充填やモールディング、および、支持部やメタルストラップ１０４、２０４の切断加工など、僅かな工程を経るに過ぎず、しかも、高価な生産設備を使用する必要がないので、製造コストを大幅に削減できる。よって、本実施形態によるチョークコイルは、産業上の利用価値が非常に高いものとなる。
【００４０】
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、特許請求の範囲に示される発明の精神を逸脱しない範囲内で適宜の改変を加えることが可能であることは言うまでもない。例えば、２組のリードフレーム１００、２００を積層する形態を示したが、３組以上のリードフレームを積層してコイル本体６０を形成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大電流に耐えることができ、しかも軽く、薄く、短く、コンパクトであり、昨今の高度な技術水準の電子部品に適用して好適なチョークコイルを提供することができる。
【００４２】
さらに、本発明によれば、生産プロセスが簡単で、歩留まりが良く、製造コストの低減を図り得るチョークコイルの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の実施形態に係るチョークコイルを示す斜視図である。
【図２】図１（Ａ）に示されるチョークコイルの製造方法の説明に供する図であり、パンチ加工工程を示す図である。
【図３】図１（Ａ）に示されるチョークコイルの製造方法の説明に供する図であり、図３（Ａ）は溶接工程を示す図、図３（Ｂ）はモールディング工程を示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、切断工程が終了した状態のチョークコイルを示す図、図４（Ｂ）は、ターミナル板の折り返し加工が終了した製品としてのチョークコイルを示す図である。
【図５】図１（Ｂ）に示されるチョークコイルの製造方法の説明に供する図であり、パンチ加工工程を示す図である。
【図６】図１（Ｂ）に示されるチョークコイルの製造方法の説明に供する図であり、図６（Ａ）は溶接工程を示す図、図６（Ｂ）はモールディング工程を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は、切断工程が終了した状態のチョークコイルを示す図、図７（Ｂ）は、接続ピンの折り返し加工が終了した製品としてのチョークコイルを示す図である。
【図８】図１（Ｃ）に示されるチョークコイルの製造方法の説明に供する図であり、パンチ加工工程を示す図である。
【図９】図１（Ｃ）に示されるチョークコイルの製造方法の説明に供する図であり、図９（Ａ）は溶接工程を示す図、図９（Ｂ）はモールディング工程を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）（Ｂ）は、切断工程が終了した、製品としてのチョークコイルを示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、従来のチョークコイルの外観を示す斜視図、図１１（Ｂ）は、モールディング工程前における、同チョークコイルのコイルおよびリードフレームを示す斜視図、図１１（Ｃ）は、モールディング工程後における、リードフレームをターミナル板から切断する前の状態で示す斜視図である。
【符号の説明】
５０…コイル包封体
６０…コイル本体
６１、６２…導電性金属片
７０、８０…ターミナル板
１００、２００…リード・フレ−ム
１０１、２０１…基部
１０２、１０３、２０２、２０３…支持板
１０４、２０４…メタルストラッブ
６１０、６２０…導電性金属片の端部
７０１、７０２、７０３、７０４、８０１、８０２、８０３…接続ピン（ターミナル板）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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