(57)【要約】【課題】巻線の巻乱れが少なく、しかも直流抵抗が小さく、小型で十分なインダクタンスを有する巻線型電子部品を提供すること。【解決手段】巻芯部４ａの軸方向両端に一対のフランジ４ｂ，４ｃを有するコア部４と、巻芯部４ａの周囲に巻回してあるワイヤ１０ａと、を有する巻線型電子部品２である。ワイヤ１０ａの横断面が多角形であり、ワイヤ１０ａの基準線径をＤとし、巻芯部４ａの軸方向中央部における基準外径をΦｃとし、巻芯部４ａの軸方向両端部における基準外径をΦｅとした場合に、０＜Φｃ−Φｅ≦２×Ｄの関係にある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部の軸方向両端に一対のフランジを有するコア部と、
前記巻芯部の周囲に巻回してあるワイヤと、
を有する巻線型電子部品であって、
前記ワイヤの横断面が多角形であり、
前記ワイヤの基準線径をＤとし、前記巻芯部の軸方向中央部における基準外径をΦｃとし、前記巻芯部の軸方向両端部における基準外径をΦｅとした場合に、
０＜Φｃ−Φｅ≦２×Ｄの関係にあることを特徴とする巻線型電子部品。
【請求項２】
前記ワイヤの横断面が正方形である請求項１に記載の巻線型電子部品。
【請求項３】
前記ワイヤの横断面が長方形である請求項１に記載の巻線型電子部品。
【請求項４】
前記ワイヤの外周には、絶縁被覆層が形成してある請求項１〜３のいずれかに記載の巻線型電子部品。
【請求項５】
前記巻芯部の軸方向中央部から前記巻芯部の軸方向両端部に向けて、当該巻芯部の基準外径が徐々に変化する請求項１〜４のいずれかに記載の巻線型電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線型電子部品に係り、さらに詳しくは、巻線の巻乱れが少なく、しかも直流抵抗が小さく、小型で十分なインダクタンスを有する巻線型電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば下記の特許文献１に示す巻線型電子部品が知られている。従来の巻線型電子部品では、巻線のために使用するワイヤの横断面が円形であり、コア部に巻回してある隣接するワイヤ相互間で、巻乱れが発生しやすく、直流抵抗が増大したり、インダクタンス値が低下したりするなどの課題があった。
【０００３】
また、従来の巻線型電子部品では、ワイヤの巻乱れを防止するために、ワイヤの外周には、絶縁被覆層以外に、セメント層を形成する必要があった。セメント層を形成することで、コア部に巻回してある隣接するワイヤ相互間が、セメント層により接着し、巻乱れを防止している。
【０００４】
しかしながら、このようにワイヤの外周にセメント層を形成することで、ワイヤの導線部分の断面積が減少し、直流抵抗が増大したり、インダクタンス値などの電磁気特性が悪くなるなどの課題を有していた。また、部品の小型化の要請にも反する。
【０００５】
なお、下記の特許文献２に示すように、巻線となるワイヤの横断面形状を四角形にして巻乱れの防止を図る巻線型電子部品は知られている。しかしながら、この特許文献２に記載の巻線型電子部品では、単に、ワイヤの横断面形状を四角形にしてあるのみである。
【０００６】
本発明者等の実験によれば、単に、ワイヤの横断面形状を四角形にしてあるのみでは、巻線となるワイヤの巻乱れを防止することはできず、直流抵抗が小さく、小型で十分なインダクタンスを有する巻線型電子部品を得ることが困難であることが判明した。
【特許文献１】特開平７−２７２９３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１７５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、巻線の巻乱れが少なく、しかも直流抵抗が小さく、小型で十分なインダクタンスを有する巻線型電子部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る巻線型電子部品は、
巻芯部の軸方向両端に一対のフランジを有するコア部と、
前記巻芯部の周囲に巻回してあるワイヤと、
を有する巻線型電子部品であって、
前記ワイヤの横断面が多角形であり、
前記ワイヤの基準線径をＤとし、前記巻芯部の軸方向中央部における基準外径をΦｃとし、前記巻芯部の軸方向両端部における基準外径をΦｅとした場合に、
０＜Φｃ−Φｅ≦２×Ｄ、
好ましくは０．５×Ｄ≦Φｃ−Φｅ≦１．５×Ｄの関係にあることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る巻線型電子部品では、ワイヤの横断面を多角形にするのみではなく、ワイヤの基準線径Ｄと、巻芯部の軸方向中央部における基準外径Φｃと、巻芯部の軸方向両端部における基準外径Φｅとを上記の関係とすることで、効果的に巻線用ワイヤの巻乱れを防止することができる。
【００１０】
（Φｃ−Φｅ）が小さすぎる場合には、ワイヤの巻乱れ防止の効果が少なく、（Φｃ−Φｅ）が大きすぎる場合には、ワイヤが巻芯部で滑りを起こし、逆に巻乱れを起こすこととなり好ましくない。
【００１１】
本発明に係る巻線型電子部品では、巻芯部における軸方向中央部における基準外径Φｃが、巻芯部の軸方向両端部における基準外径Φｅに対して比較的に大きくなる。そのため、巻芯部に巻回される多角断面形状のワイヤが、巻回作業の途中において、ワイヤが巻芯部の軸方向両端部方向に寄せられ、ワイヤ同士がばらけない状態で密に巻回される。そのため、ワイヤの巻乱れが効果的に防止される。そのため、巻線型電子部品におけるワイヤ巻回部におけるインダクタンス値および磁束密度などの特性が向上する。
【００１２】
本発明の巻線型電子部品では、インダクタンス値を向上させることができるため、同じインダクタンス値を得るための巻線数を減少させることが可能である。巻線数を減少させることができれば、ワイヤの全長を短くすることができ、直流抵抗を減少させることができると共に、部品の小型化を図ることができる。
【００１３】
しかも本発明に係る巻線型電子部品では、ワイヤの横断面が多角形状であるために、断面円形のワイヤに比較して、同じ基準外径（同じ巻厚み）である場合には、ワイヤにおける導線部分の断面積が増大する。そのため、この点でも、巻線型電子部品の直流抵抗を低下させることができる。
【００１４】
また、本発明では、ワイヤの横断面を多角形状にし、しかも、（Φｃ−Φｅ）を所定の範囲とすることで、隣接するワイヤ同士が密着するために、ワイヤの外周にセメント層を形成する必要が無くなる。そのため、この点でも、同じ基準外径（同じ巻厚み）である場合には、ワイヤにおける導線部分の断面積が増大し、巻線型電子部品の直流抵抗を低下させることができる。
【００１５】
さらに、隣接するワイヤ同士が密着するために、２層以上にワイヤを巻回する場合にも、上側の層に位置するワイヤが下側の層に位置するワイヤの間に落ち込むなどの巻乱れも防止することができる。
【００１６】
好ましくは、前記ワイヤの横断面が正方形である。あるいは、ワイヤの横断面が長方形である。ワイヤの横断面を、特に、正方形または長方形にすることで、巻回後に上下左右で隣接するワイヤ同士が面接触となり、隣接するワイヤ相互の密着性がさらに向上し、ワイヤの巻乱れがさらに効果的に防止できる。
【００１７】
好ましくは、前記ワイヤの外周には、絶縁被覆層が形成してある。絶縁被覆層の外周には、セメント層は、形成しなくても良い。本発明では、ワイヤの外周にセメント層を形成することなく、ワイヤの巻乱れを防止することができる。
【００１８】
好ましくは、前記巻芯部の軸方向中央部から前記巻芯部の軸方向両端部に向けて、当該巻芯部の基準外径が徐々に変化する。たとえば巻芯部における外周の軸方向縦断面を所定半径の円弧形状にすることが好ましい。
【００１９】
このように、巻芯部の軸方向中央部から軸方向両端部に向けて、当該巻芯部の基準外径が徐々に変化する形状にすることで、ワイヤが巻芯部の軸方向両端部方向に寄せられ、ワイヤ同士がばらけない状態で密に巻回される効果が増大する。
【００２０】
なお、本発明において、多角形とは、三角形以上の多角形状であり、好ましくは、四角形、六角形である。
【００２１】
本発明において、ワイヤの基準線径とは、ワイヤの巻厚みに相当する線径である。たとえば、ワイヤの横断面が円形の場合には、基準線径とは、ワイヤの外径であり、三角形の場合には、底辺から対応する頂点までの高さであり、四角形の場合には、底辺から対応する上辺までの距離であり、五角形の場合には、底辺から対応する頂点までの距離であり、六角形の場合には、底辺から対応する上辺までの距離である。以下、七角形以上の場合にも同様に定義される。
【００２２】
本発明において、巻芯部の基準外径とは、巻芯部の横断面が円形の場合には、単純な外径であり、多角形状の場合には、ワイヤの基準線径と同様に定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る巻線型電子部品の縦断面図、
図２は図１に示すドラムコアの概略図、
図３（Ａ）は図１に示すワイヤの巻線部の要部を示す断面図、
図３（Ｂ）は従来例に係るワイヤの巻線部の要部を示す断面図、
図４（Ａ）は図１に示すIVA部の要部断面図、図２（Ｂ）は図１に示すIVB部の要部断面図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る巻線型電子部品２は、コア部材（芯材）としてのドラムコア４を有する。ドラムコア４は、フェライト材料で構成してある。ドラムコア４は、コイル部１０を構成するワイヤ１０ａが、コア４の軸方向に沿って巻回してある巻芯部４ａを有する。
【００２５】
巻芯部４ａの軸方向の両端である第１端部および第２端部には、それぞれ第１フランジ４ｂおよび第２フランジ４ｃが一体に形成してある。第１フランジ４ｂおよび第２フランジ４ｃの外径は、巻芯部４ａの外径よりも大きくなっている。
【００２６】
巻芯部４ａの横断面は、特に限定されず、四角形断面、円形断面、あるいは、その他の断面形状であっても良い。第１フランジ４ｂおよび第２フランジ４ｃの横断面形状も特に限定されず、長方形断面、円形断面、あるいは、その他の断面形状であっても良い。第１フランジ４ｂおよび第２フランジ４ｃは、同じサイズであり、たとえば四角形断面の場合には、縦が０．２０〜５．２０mm、横が０．２０〜５．２０mm程度である。
【００２７】
本実施形態では、図１、図２および図３（Ａ）に示すように、ワイヤ１０ａの横断面形状を四角形にしてある。ワイヤ１０ａの基準線径Ｄは、図３（Ａ）に示すように、巻線後のワイヤ１０ａの巻厚みｔ０と同じであり、四角形における底辺から上辺までの高さとして定義される。この基準線径Ｄは、好ましくは０．０１０〜０．２００mmである。
【００２８】
ワイヤ１０ａは、図３（Ａ）に示すように、断面四角形状の導線部分１００と、その外周を覆う絶縁被覆層１０２とを有する。導線部分は、たとえば銅、金、銀、白金などの導電性材料で構成される。また、絶縁被覆層１０２は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブチラール樹脂、ブタジエン樹脂、イミド樹脂、アミド樹脂などで構成される。絶縁被覆層１０２の厚みは、好ましくは３〜１５μｍである。
【００２９】
本実施形態では、図２に示すように、巻芯部４ａの軸方向中央部における基準外径Φｃを、巻芯部４ａの軸方向両端部における基準外径Φｅに比較して大きくなるように、巻芯部４ａの軸芯を含む縦断面において、巻芯部４ａの外周形状を半径Ｒの円弧形状にしてある。半径Ｒとしては、好ましくは１．００〜１０．００mmである。
【００３０】
しかも、本実施形態では、下記の関係式を満たすように、ワイヤ１０ａの基準線径Ｄに対して、巻芯部４ａの軸方向中央部における基準外径Φｃと、巻芯部４ａの軸方向両端部における基準外径Φｅとを設計してある。すなわち、
０＜Φｃ−Φｅ≦２×Ｄ、
好ましくは０．５×Ｄ≦Φｃ−Φｅ≦１．５×Ｄの関係に設定してある。
【００３１】
なお、巻芯部４ａの軸方向中央部における基準外径Φｃは、好ましくは０．１０〜２．５０mm程度であり、ドラムコア４の軸方向全長Ｌ０は、０．５０〜５．６０mm程度である。
【００３２】
図１に示すように、コイル部１０を構成するワイヤ１０ａの両端に形成してある継線部１０ｂおよび１０ｃは、各フランジ４ｂおよび４ｃの外周位置において、下地電極層２０と接続される。ワイヤ１０ａの継線部１０ｂおよび１０ｃは、下地電極層２０が各フランジ４ｂおよび４ｃの外周および端面に形成された後に、これらの継線接続が確保される。あるいは、ワイヤ１０ａの継線部１０ｂおよび１０ｃは、下地電極層２０が各フランジ４ｂおよび４ｃの外周および端面に形成された後に、これらと接続されても良い。
【００３３】
下地電極層２０は、Ａｇなどの導電性粒子、ガラスフリットおよびバインダ樹脂などを含む電極ペーストを塗布形成後に、乾燥して焼き付け処理することで得られる。その場合の乾燥温度は、特に限定されないが、１００〜３００°Ｃ、焼き付け温度は、６００〜８００°Ｃ程度である。焼き付け処理後の下地電極層２０の膜厚は、特に限定されないが、通常、２０〜６０μｍ程度である。
【００３４】
下地電極層２０と継線部１０ｂおよび１０ｃが接続された後、コイル部１０が形成してある巻芯部４ａの外周凹部に、樹脂をモールド成形して樹脂被覆部５０が形成される。樹脂被覆部５０の外径は、フランジ４ｂおよび４ｃの外径と同程度である。樹脂被覆部５０は、ワイヤの継線部１０ｂ、１０ｃまでは覆わないように形成されるが、フランジ４ｂ、４ｃと樹脂被覆部５０との隙間を塞ぐように形成されても良い。
【００３５】
樹脂被覆部５０を構成する樹脂としては、特に限定されず、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などが例示される。
【００３６】
図１および図２に示すように、樹脂被覆部５０が形成された後に、下地電極層２０の外周面および外側端面を覆い、しかも、フランジ４ｂ，４ｃと樹脂被覆部５０との隙間を塞ぐように、導電性ペースト膜（導電性電極膜）３０が形成される。導電性ペースト膜３０は、導電性ペーストを塗布した後に乾燥して形成される。この場合の導電性ペーストは、たとえばＡｇなどの導電性粒子、バインダ樹脂、溶媒などを含む。導電性ペースト塗布後の乾燥は、樹脂被覆部５０が劣化しない程度の温度条件で行う。
【００３７】
本実施形態では、導電性ペーストを塗布した後に、フランジ４ｂ，４ｃの外周部分に比較して、当該フランジ４ｂ，４ｃの外側端面において薄い導電性ペースト膜３０を形成する。まず、一方のフランジ４ｂの外周面および外側端面に、たとえばディッピング法により導電性ペーストを塗布してペースト膜を形成する。
【００３８】
その後に、これらペースト膜が乾燥する前に、フランジ４ｂの外側端面部分に形成してあるペースト膜３０ａのみを、吸水性シートなどに押し付け、ペースト膜３０ａを吸収させる。吸水性シートとしては、特に限定されないが、吸水性を有する紙材、織布、不織布などが例示される。
【００３９】
その後に、吸水性シートからフランジ４ｂの外側端面を引き離せば、その外側端面に形成してあったペースト膜３０ａの大部分は、吸水性シートに吸収される。その結果、フランジ４ｂの外側端面に位置するペースト膜３０ａの厚みは、フランジ４ｂの外周部分のペースト膜３０ｂの厚みに比べて極端に薄くなる。その後に、ペースト膜３０を乾燥させた後、フランジ４ｃの外側端面および外周面にも同様にしてペースト膜３０を形成する。
【００４０】
このようにして形成された導電性ペースト膜３０において、図４（Ａ）に示すように、フランジ４ｂ，４ｃの外側端面部分のペースト膜３０ａの厚みｔ１は、０〜１０μｍ、好ましくは０〜６μｍ、さらに好ましくは０〜５μｍと極めて薄い。また、図４（Ｂ）に示すように、フランジ４ｂ，４ｃの外周部分のペースト膜３０ｂは、２０〜５０μｍ程度である。
【００４１】
その後、図１に示すように、導電性ペースト膜３０の外側には、メッキ膜で構成してある外側電極膜４０が形成される。外側電極膜４０は、単層でも良いが、本実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、３層のメッキ膜４２〜４４で構成してある。３層のメッキ膜４２〜４４は、たとえばＣｕ，Ｎｉ，Ｓｎなどで構成される。
【００４２】
本実施形態に係る巻線型電子部品２では、樹脂被覆部５０が形成された後に導電性ペースト膜３０が形成されるが、フランジ４ｂ，４ｃの外側端面に位置するペースト膜３０ａの厚みは０〜１０μｍ、好ましくは０〜６μｍ、さらに好ましくは０〜５μｍと極めて薄い。このため、巻線型電子部品２のサイズが小型化しても、巻線型電子部品２の軸方向長さ寸法のバラツキを抑制することができる。
【００４３】
本発明者等の実験によれば、ペースト膜３０ａの厚みが０〜１０μｍの場合には、バラツキは、３．３％以内にすることができ、ペースト膜３０ａの厚みが０〜６μｍの場合には、バラツキは、２．０％以内にすることができる。また、ペースト膜３０ａの厚みが０〜５μｍの場合には、バラツキは、１．７％以内にすることができる。
【００４４】
巻線型電子部品２の軸方向長さ寸法のバラツキを抑制することができるために、この巻線型電子部品２が実装される基板部分のランド寸法と誤差が生じることが少なくなり、実装不良を防止することができる。さらに、プリント基板などにおいては、ランドパターンに余裕をもたせた設計とする必要が無くなり、高実装密度が容易になる。
【００４５】
さらにまた、本実施形態では、導電性ペースト膜３０を形成してあるので、その上に、メッキ膜で構成された外部電極膜４０を形成したとしても、下地電極層２０と被覆樹脂部５０との間の隙間からメッキ液が入り込むことは無くなり、ショート不良などの種々の不具合も抑制できる。
【００４６】
また本実施形態では、導電性ペースト膜３０の外周には、メッキ膜４２〜４４で構成してある外側電極膜４０が形成してある。メッキ膜４２〜４４を形成することで、基板などへの実装が容易になる。
【００４７】
特に本実施形態では、ワイヤ１０ａの横断面を四角形にするのみではなく、ワイヤ１０ａの基準線径Ｄと、巻芯部の軸方向中央部における基準外径Φｃと、巻芯部の軸方向両端部における基準外径Φｅとを上記の関係とすることで、効果的に巻線用ワイヤ１０ａの巻乱れを防止することができる。
【００４８】
すなわち、本実施形態に係る巻線型電子部品２では、巻芯部４ａにおける軸方向中央部における基準外径Φｃが、巻芯部の軸方向両端部における基準外径Φｅに対して比較的に大きくなる。そのため、巻芯部４ｃに巻回される四角断面形状のワイヤ１０ａが、巻回作業の途中において、ワイヤ１０ａが巻芯部４ａの軸方向両端部方向に寄せられ、ワイヤ１０ａ同士がばらけない状態で密に巻回される。そのため、ワイヤ１０ａの巻乱れが効果的に防止される。そのため、巻線型電子部品２におけるワイヤ巻回部におけるインダクタンス値および磁束密度などの特性が向上する。
【００４９】
本実施形態の巻線型電子部品２では、インダクタンス値を向上させることができるため、同じインダクタンス値を得るための巻線数を減少させることが可能である。巻線数を減少させることができれば、ワイヤ１０ａの全長を短くすることができ、直流抵抗を減少させることができると共に、部品２の小型化を図ることができる。
【００５０】
しかも本実施形態に係る巻線型電子部品２では、ワイヤ１０ａの横断面が四角形状であるために、図３（Ｂ）に示す断面円形のワイヤ１０Ａに比較して、同じ基準外径Ｄである場合には、ワイヤ１０ａにおける導線部分１００の断面積が増大する。そのため、この点でも、巻線型電子部品２の直流抵抗を低下させることができる。
【００５１】
また、本実施形態では、ワイヤ１０ａの横断面を四角形状にし、しかも、（Φｃ−Φｅ）を所定の範囲とすることで、図３（Ａ）に示すように、隣接するワイヤ１０ａ同士が上下左右で密着する。そのために、図３（Ｂ）に示すように、従来のワイヤ１０Ａの外周に形成していたセメント層１０４を、本実施形態のワイヤ１０ａでは形成する必要が無くなる。そのため、この点でも、同じ基準外径Ｄである場合には、ワイヤ１０ａにおける導線部分１００の断面積が増大し、巻線型電子部品２の直流抵抗ＲＤＣを低下させることができる。
【００５２】
さらに、本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、隣接するワイヤ１０ａ同士が面接触で密着するために、２層以上にワイヤ１０ａを巻回する場合にも、上側の層に位置するワイヤ１０ａが下側の層に位置するワイヤ１０ａの間に落ち込むなどの巻乱れも防止することができる。これに対して、従来では、図３（Ｂ）に示すように、上側の層に位置するワイヤ１０Ａが下側の層に位置するワイヤ１０Ａの間に落ち込むなどの巻乱れが発生しやすい状況にある。
【００５３】
本発明者等の実験によれば、ワイヤ１０ａの横断面形状を、単に円形から四角形状にするのみでは、直流抵抗ＲＤＣを２０％程度低減できるのみである。しかしながら、本発明の実施例では、ワイヤ１０ａの横断面を四角形状にし、しかも、（Φｃ−Φｅ）を所定の範囲とすることで、それらの相乗効果により、直流抵抗ＲＤＣを２１〜２９％低減することができると共に、インダクタンス値を、５〜１５％程度改善することができる。
【００５４】
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。
たとえば、本発明に係る巻線型電子部品の具体的な断面構造は、図１に示す実施形態に限定されず、種々の態様があり得る。また、ワイヤ１０ａの横断面形状は、四角形に限定されず、三角形、五角形、六角形など、種々の形状であっても良い。
【００５５】
また、各フランジ４ｂ、４ｃにおける外側端面に位置するペースト膜３０ａの厚みｔ１を、外周面におけるペースト膜３０ｂの厚みｔ２よりも薄くするための方法としては、吸水性シートでペーストを吸水する以外の方法でも良い。そのような方法としては、ペーストをブレード等でかきとるなどの方法がある。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る巻線型電子部品の縦断面図である。
【図２】図２は図１に示すドラムコアの概略図である。
【図３】図３（Ａ）は図１に示すワイヤの巻線部の要部を示す断面図、図３（Ｂ）は従来例に係るワイヤの巻線部の要部を示す断面図である。
【図４】図４（Ａ）は図１に示すIVA部の要部断面図、図２（Ｂ）は図１に示すIVB部の要部断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
２…  巻線型電子部品
４…  ドラムコア
４ａ…  巻芯部
４ｂ…  第１フランジ
４ｃ…  第２フランジ
１０…  コイル部
１０ａ，１０Ａ…  ワイヤ
１０ｂ，１０ｃ…  継線部
１００…  導線部分
１０２…  絶縁被覆層
１０４…  セメント層
２０…  下地電極層
３０…  導電性ペースト膜
３０ａ…  外側端面に位置するペースト膜
３０ｂ…  外周に位置するペースト膜
４０…  外側電極膜
４２，４３，４４…  メッキ膜
５０…  樹脂被覆部
【図１】
2007214453.tif 000003
【図２】
2007214453.tif 000004
【図３】
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【図４】
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