(57)【要約】【課題】磁気ギャップから放出されることとなる磁束とコイルとの鎖交量の変動を小さくすることで、製品の特性を常に安定させるもの。【解決手段】円板状の背面磁板１４と、この外周から円板面の垂直方向へ円筒状に立ち上がる円筒磁脚１５と、この円筒磁脚１５の中央に背面磁板１４の円板面から垂直方向に立ち上がる中磁脚１１とからなる同一形状の第１、第の２分割磁心９、１０と、この中磁脚１１の周囲に巻回した巻線部１２と、この巻線部１２の端部に接続し接続端子部とを備え、第１の分割磁心９の第１、第３の弧状壁部１７、１９と第２の分割磁心の第２、第４の弧状壁部１８、２０とを突合せ、第１の分割磁心９の第２、第４の弧状壁部１８、２０と第２の分割磁心１０の第３、第１の弧状壁部１９、１７とを突合せて閉磁路を形成し、切り欠き部１６が互いに向かい合うことによって形成した窓部から接続端子部を引き出したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の背面磁板と、この背面磁板の外周から円板面の垂直方向へ円筒状に立ち上がる円筒磁脚と、この円筒磁脚の中央に前記背面磁板の前記円板面から垂直方向に立ち上がる中磁脚とからなる同一形状の第１、第２の分割磁心と、この中磁脚の周囲に巻回した巻線部と、この巻線部の端部に接続した接続端子部とを備え、前記円筒磁脚は、前記円筒磁脚の端部から前記背面磁板の外周方向へ切り込む４つの切り込み部と、これらの切り込み部の間に位置する第１、第２、第３、第４の弧状壁部とからなり、前記中磁脚部を介してその両側に位置する前記第１、第３の弧状壁部と前記中磁脚部とのそれぞれの端部を前記円板面と平行な第一の平面上に位置させたうえで前記中磁脚部を介してその両側に位置する前記第２、第４の弧状壁部よりも高さを低くし、前記第１の分割磁心の第１、第３の弧状壁部と前記第２の分割磁心の第２、第４の弧状壁部とを突き合せるとともに、前記第１の分割磁心の第２、第４の弧状壁部と前記第２の分割磁心の第３、第１の弧状壁部とを突き合せて閉磁路を形成し、前記切り込み部が互いに向かい合うことによって形成した窓部から前記接続端子部を引き出したコイル部品。
【請求項２】
４箇所の切り込み部の切り込み幅は同一とし、かつ、第１、第２、第３、第４の弧状壁部の周方向の幅は同一とした請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
接続端子部における巻線部との接合を行う巻付端子部は、窓部の端部よりも窓部に対する外側に配置した請求項１に記載のコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器に使用されるコイル部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来のコイル部品について図面を用いて説明する。図６は従来のコイル部品の構成を示す分解斜視図であり、背面磁板１と、背面磁板１から垂直方向に延伸配置した円筒磁脚２と、同様に背面磁板１から垂直方向に延伸したうえで円筒磁脚２の中央部に配置した中磁脚３とからなる分割磁心４と、天面磁板５とを組み合わせることにより閉磁路を形成し、中磁脚３の周囲にコイル部６を巻回配置することによりコイル部品を構成するものであった。
【０００３】
また、円筒磁脚２には切り欠き部７を形成することにより、この切り欠き部７からコイル部６の端部を引き出したうえで外部接続部８と接続して、この外部接続部８を分割磁心４の外周側へ固定する構成としていた。
【０００４】
また更に、中磁脚３の端部３ａは研磨を施し、円筒磁脚２の端部２ａに比較して低くした端部位置とすることで、天面磁板５と組み合わせた際に図７の従来のコイル部品の断面図に示すように、磁気ギャップｇを形成して磁気回路の特性を任意のものとするようにギャップ長を調節するものであった。
【０００５】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１０５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のコイル部品では、図７に示すように中磁脚３と天面磁板５との間に形成することとなる磁気ギャップｇはコイル部６の端部付近に位置することとなり、分割磁心４の内部に配置することとなるコイル部６を配置するうえでの位置バラツキによって、磁気ギャップｇから放出される磁束とコイル部６との鎖交の状態についての変化度が大きくなりやすいものであった。
【０００８】
したがって、磁気ギャップｇから放出されることとなる磁束とコイル部６との鎖交量が変化し易く、コイル部６の位置バラツキに伴うコイル部６を構成する導体の発熱量の変化が局部的に大きくなる恐れがあると同時に、この鎖交量が決定要因の一つでもあるコイル部６を形成する導体の材料や形状においては、バラツキの範囲において鎖交量が多い状態、つまり導体での発熱が最も大きな状況を想定した導体の選択が必要となり、この発熱が集中し易いコイル部６の磁気ギャップｇに近接する端部付近の特性維持のためにコイル部６全体の特性を向上させることが必然となり、部材設定の観点で効率が低下する恐れがあるものでもあった。
【０００９】
そこで本発明は、磁気ギャップｇから放出されることとなる磁束とコイル部６との鎖交量の変動を小さくすることで、製品の特性を常に安定させるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そしてこの目的を達成するために、円板状の背面磁板と、この背面磁板の外周から円板面の垂直方向へ円筒状に立ち上がる円筒磁脚と、この円筒磁脚の中央に前記背面磁板の前記円板面から垂直方向に立ち上がる中磁脚とからなる同一形状の第１、第２の分割磁心と、この中磁脚の周囲に巻回した巻線部と、この巻線部の端部に接続した接続端子部とを備え、前記円筒磁脚は、前記円筒磁脚の端部から前記背面磁板の外周方向へ切り込む４つの切り込み部と、これらの切り込み部の間に位置する第１、第２、第３、第４の弧状壁部とからなり、前記中磁脚部を介してその両側に位置する前記第１、第３の弧状壁部と前記中磁脚部とのそれぞれの端部を前記円板面と平行な第一の平面上に位置させたうえで前記中磁脚部を介してその両側に位置する前記第２、第４の弧状壁部よりも高さを低くし、前記第１の分割磁心の第１、第３の弧状壁部と前記第２の分割磁心の第２、第４の弧状壁部とを突き合せるとともに、前記第１の分割磁心の第２、第４の弧状壁部と前記第２の分割磁心の第３、第１の弧状壁部とを突き合せて閉磁路を形成し、前記切り込み部が互いに向かい合うことによって形成した窓部から前記接続端子部を引き出したことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コイル部品の外部への磁束の漏洩を抑制し、エネルギーの損失や他のデバイスへ及ぼす影響を小さくすると共に、磁気ギャップを第１、第２の分割磁心のほぼ中央に位置させることとなるため、磁気ギャップはコイル部に包含された位置関係となり、その結果として磁束がコイル部と鎖交することに伴うコイル部の発熱の局部的な集中を回避することができ、コイル部品トータルとしての特性を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のコイル部品の一実施の形態における分解斜視図
【図２】本発明のコイル部品の一実施の形態における側面図
【図３】本発明のコイル部品の一実施の形態における第１の断面図
【図４】本発明のコイル部品の一実施の形態における第２の断面図
【図５】本発明のコイル部品の一実施の形態における磁心の上面図
【図６】従来のコイル部品の分解斜視図
【図７】従来のコイル部品の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態）
図１は本発明のコイル部品の分解斜視図である。このコイル部品は第１の分割磁心９と第２の分割磁心１０とを突き合せ、それぞれの中磁脚１１を巻線部１２の空心部１３に貫通させたうえで第１の分割磁心９と第２の分割磁心１０とに巻線部１２を包含させることによって形成している。ここで、第１の分割磁心９と第２の分割磁心１０とにはそれぞれ、円板状の背面磁板１４と、この円板状の背面磁板１４の外周から円板面の垂直方向に延伸する円筒磁脚１５と上記の中磁脚１１とを設けている。そしてこの円筒磁脚１５は円筒磁脚１５の端部側から背面磁板１４の外周の方向へと切り欠いた４箇所の切り欠き部１６と、第１、第２、第３、第４の弧状壁部１７、１８、１９、２０とからなる不完全な円筒形状として形成している。また、４箇所の切り欠き部１６の幅寸法Ｗ１は全ての切り欠き部１６において同一寸法としており、さらに第１から第４の弧状壁部１７、１８、１９、２０の幅寸法Ｗ２もまた全てにおいて同一寸法としている。
【００１５】
そして、第１の分割磁心９および第２の分割磁心１０において、中磁脚１１の中磁脚端部１１ａと、中磁脚１１を介してその両側に対向させて配置した第１の弧状壁部１７と第３の弧状壁部１９とにおける第１、第３の弧状壁端部１７ａ、１９ａはそれぞれが背面磁板１４の円板面と平行な同一の第１の平面上に位置するよう形成している。つまり、中磁脚１１と第１の弧状壁部１７と第３の弧状壁部１９とは同一の高さとして背面磁板１４から延伸して形成している。また、第１の弧状壁部１７と第３の弧状壁部１９とは、第２の弧状壁部１８と第４の弧状壁部２０とに比較して高さを低くして延伸して形成しており、そのうえで第２の弧状壁部１８と第４の弧状壁部２０とは、同じ高さとして延伸して、それぞれの端部が背面磁板１４の円板面と平行な同一の第２の平面上に位置するよう形成している。
【００１６】
ここで、これらの第１の分割磁心９および第２の分割磁心１０を突き合せて組み立てた状態が図２に示す側面図である。第１の分割磁心９と第２の分割磁心１０とは、第１の分割磁心９における第２の弧状壁部１８と第２の分割磁心１０における第１の弧状壁部１７とを突き合せて密着させることによって、また同様に第１の分割磁心９における第３の弧状壁部１９と第２の分割磁心１０における第２の弧状壁部１８とを突き合せて密着させることによって接合部２１ａ、２１ｂを形成することとなる。つまり、一方の分割磁心９、１０における第１、第３の弧状壁部１７、１９と、他方の分割磁心１０、９における第２、第４の弧状壁部１８、２０とを組み合わせて突き合せ、分割磁心における一方の高い方の壁部と他方の低い方の壁部とを一対として、それらを突き合せることで、異なる２つの高さに位置する接合部２１ａ、２１ｂを形成することとなる。
【００１７】
また、切り欠き部１６については第１の分割磁心９と第２の分割磁心１０におけるそれぞれの切り欠き部１６が対向することとなり、４箇所の矩形状の窓部２２をコイル部品の周囲に９０°間隔で形成する。そして、その窓部２２から接続端子部２３を引き出す構成としている。
【００１８】
以上の構成によれば、図３の断面図に示すように磁気ギャップＧはコイル部品のほぼ中央に位置したうえで巻線部１２に包含される位置に配置することとなる。つまり、第１の分割磁心９における中磁脚１１の先端および第２の分割磁心１０における中磁脚１１の先端は、それぞれ図２に示す接合部２１ａ、２１ｂと同一の高さ位置に存在することとなる。このような位置関係とすることや、第１の分割磁心９と第２の分割磁心１０とは全く同一形状として何れか一方について中磁脚１１を軸として９０°の回転を与えたうえで組み合わせているため、図３に示すように磁気ギャップＧから放出される磁束Φは磁気ギャップＧを中心として、概ね第１の分割磁心９側と第２の分割磁心１０側とに対称な形状の分布となる。
【００１９】
これは、中磁脚１１の高さをｈ１、磁気ギャップＧのギャップ長をｈｇ、第１の弧状壁部１７の高さをｈ２、第４の弧状壁部２０の高さをｈ３としてそれぞれを定義した場合、双方の背面磁板１４を隔てる距離Ｌは、Ｌ＝ｈ１＋ｈｇ＋ｈ１或いはＬ＝ｈ２＋ｈ３として与えられ、磁気ギャップＧがコイル部品の中央に位置することは明白であり、磁束Φもまたコイル部品の中央から発生することが明らかである。
【００２０】
従って、巻線部１２と鎖交する磁束の総量が変動し難くすること、および、巻線部１２と鎖交する磁束Φの分布が対称形であり、ある特定領域やある特定方向への集中が生じにくく均等に分散し易いことから、巻線部１２が第１の分割磁心９、第２の分割磁心１０に対して位置関係における変化を生じた状態となっても、巻線部１２における発熱や損失に変動が発生し難く、常にコイル部品として安定した特性を得ることが可能となる。
【００２１】
図３に示す例においては、巻線部１２として単一の巻線体を示しているが、これについては巻線部１２の外周側あるいは内周側に一次側もしくは二次側として第２のコイル部（図示せず）を設け、コイル部品をトランスとして機能させた場合においても同様の効果を得ることができる。またあるいは、図４の断面図に示すようにコイル部品をトランスとして機能させるにあたって、一次側コイル部２４、二次側コイル部２５を中磁脚１１の軸方向に並列配置する場合においてもまた、磁気ギャップＧから放出される磁束は上下方向に対称で均等に分散され易くしているため、一次側コイル部２４あるいは二次側コイル部２５における特定部分に磁束の鎖交が集中し難いこととなる。三次巻線（図示せず）や補助巻線（図示せず）をさらに付加した際も同様である。
【００２２】
よって、上記の磁束の鎖交は一次側コイル部２４と二次側コイル部２５とに分散され易く、一次側コイル部２４と二次側コイル部２５のそれぞれの端部２４ｅ、２５ｅが磁気ギャップＧを包含する寸法と位置関係とにすることで、その結果として一次側コイル部２４と二次側コイル部２５とが、第１の分割磁心９、第２の分割磁心１０に対して位置関係における変化を生じた状態となっても、巻線部１２における発熱や損失に変動が発生し難く、常にコイル部品として安定した特性を得ることが可能となる。
【００２３】
そしてこれらの効果は、発熱量や損失量を安定させると共に、特定の部分に集中した発熱を生じにくくすることから、コイル部品の設計段階においてその特定部分に発熱に対応した余裕度を与える必要が無く、例えば、巻線体のうちの特定部分の発熱を考慮するために対応が不要である他の部位を含めて全体を撚り線とするなどの、材料の効率やコストの効率を低下させる対応を抑制することが可能となる。
【００２４】
ここまでは、発熱等に対する特性の安定化について述べたが、先述の構造によって同時に以下の効果を得ることも可能である。図１に示すように、第１の分割磁心９および第２の分割磁心１０においては、第２の弧状壁部１８と第４の弧状壁部２０とを高く突出させ、中磁脚１１と第１の弧状壁部１７と第３の弧状壁部１９とをそれぞれの端部である中磁脚端部１１ａ、第１、第３の弧状壁端部１７ａ、１９ａが同一平面となるように、第２の弧状壁部１８と第４の弧状壁部２０とよりも低い高さとして形成している。このような形態とすることで、例えば中磁脚１１のみをエンドミルに準じたものを適用することにより局部的に研磨を行うような複雑で工数の要する形状や手段を用いず、図５の分割上面図に示すように分割磁心９、１０の中磁脚１１の直径よりも広い幅の帯状の切削帯ＢＷに対して研磨を行うこと、つまり中磁脚１１と第１の弧状壁部１７と第３の弧状壁部１９とを同時に単一の研磨工程で、容易な手段によって端部の研磨を行うことにより、図３に示す磁気ギャップＧを有し、分割磁心９、１０を組み合わせてなる磁気回路を形成することができるものである。
【００２５】
ここで仮に、例えば図１に示す分割磁心の一方を第１の分割磁心９のように、第２の弧状壁部１８と第４の弧状壁部２０を突出させて中磁脚１１と第１の弧状壁部１７と第３の弧状壁部１９とを低くして配置し、ここでは図示しないが他方の分割磁心の端部に切り欠き部を設けない完全な円筒磁脚（図示せず）を用いた場合を考慮すると、磁気ギャップ（図示せず）は形成が可能なものの、これをコイル部品（図示せず）の中心に配置するには第１の分割磁心９とは異なるサイズ、形状の他方の分割磁心（図示せず）を準備する必要があると同時に、分割磁心相互の接合面は２面のみとなる。
【００２６】
これに比較して、図１に示すように全く同一形状の第１、第２の分割磁心９、１０を突き合せるうえで先述のような研磨による形成を行い、第１、第２の分割磁心９、１０のいずれか一方を９０°回転させることのみで、図３に示すように磁気ギャップＧをコイル部品の中心に配置でき、そこから放出する磁束の対称性を向上させると同時に、第１、第２の分割磁心９、１０を接合する際の接合面を４面形成することとなり、接合の機械的強度を向上することが可能である。そして、４面を４方向に配置していることから接合強度の平衡を得ることができ、強度の向上のみならず安定という観点でも有用である。
【００２７】
またここで、図２に示すようにコイル部品の外周に形成する窓部２２の幅寸法Ｗ１は第１、第２の弧状壁部１７、１８の幅寸法Ｗ２に比較して可能な限り小さなものであることが望ましい。これは、窓部２２の幅寸法としてはコイル部品に内包されているコイル部（図示せず）の端部（図示せず）を引き出したうえで、接続端子部２３に接続配線が可能な水準であれば構わない。つまり、コイル部（図示せず）の端部（図示せず）を構成する導体の皮膜等を含めての仕上がり外形の値以上であれば窓部２２の幅寸法Ｗ１として問題ないこととなる。
【００２８】
これと同様に、第１から第４の弧状壁部１７、１８、１９、２０の幅寸法Ｗ２は、上記の幅寸法Ｗ１との関係を満たしたうえで、可能な限り大きな値とすることが望ましい。これは第１から第４の弧状壁部１７、１８、１９、２０が、図３に示す磁気ギャップＧから放出される磁束をコイル部品の外側への漏洩を防止するための機能と、固着の機能とを共に有しているためである。ここで、第１から第４の弧状壁部１７、１８、１９、２０の幅寸法Ｗ２の限度値としては、図５に示すように中磁脚１１の直径に関係することは当然であるが、中磁脚１１の径全体および第１、第３の弧状壁部１７、１９を完全に包含する切削帯ＢＷが、第２、第４の弧状壁部１８、２０のたとえ一部であっても交差することがないＷ１、Ｗ２の設定であれば構わない。
【００２９】
また、第１から第４の弧状壁部１７、１８、１９、２０は図３に示すようにそれぞれが密着して突き合せていることで、磁気ギャップＧから放出される磁束の分布偏りを抑制する機能も有しているため、第１から第４の弧状壁部１７、１８、１９、２０は中磁脚１１の中心を通る軸を中心とした一つの円上に対称に配置したうえで形成しており、その厚みもまた共通で一様であることが望ましい。これは磁気ギャップＧを図中の上下方向の中央に位置させることと共に、４つに分岐する磁束の形態に対応するそれぞれの磁路が有する磁気抵抗を均等化することで、磁気ギャップＧから放出される磁束の分布を平均化および対称形に近似させることに寄与しているものである。
【００３０】
そして、先に述べたように第１の分割磁心９と第２の分割磁心１０とは同一形状としたうえで、９０°の回転を加えた状態でそれぞれを突き合せて組み立てているため、磁気ギャップＧを形成する際に中磁脚１１の高さに一致させることで生じる第１、第３の弧状壁部１７、１９の高さの低下相当分は隙間として表出することはない。つまり図１に示す、第１の分割磁心９と第２の分割磁心１０とが互いに突き合さる部位となる第１の分割磁心９の弧状壁部１７、１８、１９、２０と第２の分割磁心１０の弧状壁部１８、１９、２０、１７とは空間を形成せず密着した状態としている。よって、その隙間を生じさせないことでコイル部品外部への磁束の漏洩を抑制するものである。
【００３１】
また、図２に示す窓部２２から少ないながらもコイル部品から漏洩する磁束によって生じることとなる損失を抑制する点においては、接続端子部２３においてコイル部（図示せず）との接続を行う巻付端子部２３ａを、コイル部品の中心と窓部２２とを結ぶ延長線上から外れた部位に配置することが望ましい。例えば、巻付端子部２３ａを切り欠き部下端ライン１６ａよりも下側に位置させるとよい。これは、巻付端子部２３ａにおいては、はんだ等による接合部位の存在により金属量が必然と多くなり、そこに磁束が交差する際には損失が発生することとなるため、この損失を回避するための配置である。
【００３２】
つまり、コイル部品の中心部と窓部２２とを結ぶ延長線上の空間で、特に第１、第２の分割磁心９、１０の近傍では漏洩磁束が他の領域に比較して存在量が多くなるため、この領域から外れたところに金属量の多くなる構成要素を配置することで、漏洩した磁束が金属部分に交差することによって生じる損失を抑制するものである。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のコイル部品は、発熱等に対して安定した特性を得るという効果を有し、各種電子機器において有用である。
【符号の説明】
【００３４】
９  第１の分割磁心
１０  第２の分割磁心
１１  中磁脚
１１ａ  中磁脚端部
１２  巻線部
１３  空心部
１４  背面磁板
１５  円筒磁脚
１６  切り欠き部
１６ａ  切り欠き部下端ライン
１７  第１の弧状壁部
１７ａ  第１の弧状壁端部
１８  第２の弧状壁部
１９  第３の弧状壁部
１９ａ  第３の弧状壁端部
２０  第４の弧状壁部
２１ａ  接合部
２１ｂ  接合部
２２  窓部
２３  接続端子部
２３ａ  巻付端子部
２４  一次側コイル部
２４ｅ  端部
２５  二次側コイル部
２５ｅ  端部
Ｇ  磁気ギャップ
ＢＷ  切削帯
【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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