(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空芯部を有したコイル部と、前記コイル部を内包した磁性体からなる外装部と、前記コイル部に接続されるとともに、前記外装部から突出した端子を備えるコイル部品において、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末を前記熱硬化性樹脂が熱硬化しない非加熱状態で混合した後に加圧成形して圧粉体を形成する工程と、前記コイル部に前記圧粉体を搭載させて前記圧粉体を再加圧する一対のパンチを設けた一対のダイ内へ同時に供給し、前記一対のダイにて前記端子を把持するとともに前記一対のパンチで前記圧粉体の一部を粉砕した後に前記コイル部を被覆するように前記圧粉体を再加圧成形する工程と、前記圧粉体を再加圧成形した後に前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる工程を設けてなるコイル部品の製造方法であって、前記圧粉体を粉砕する１個あるいは複数個の突起を少なくとも一方のパンチの先端に設けてなるコイル部品の製造方法。
【請求項２】
外装部を形成する熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末を前記熱硬化性樹脂が熱硬化しない非加熱状態で混合し、加圧成形してなる圧粉体を端子を接続したコイル部に装着する装着機構と、前記圧粉体を装着したコイル部を移送し次工程に供給する搬送機構と、前記端子を把持するとともに前記圧粉体の再成形時に前記圧粉体の外形を規制する一対のダイ、および前記圧粉体を加圧する一対のパンチを有し、搬送機構により供給された前記圧粉体がコイル部を内包するように再成形する成形金型とを備え、前記一対のパンチの少なくとも一方には、圧粉体を粉砕する突起を設けたコイル部品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器に使用されるコイル部品の製造方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における、コイル部品とその製造方法について図面を用いて説明する。図１２は従来のコイル部品の要部斜視図、図１３は同コイル部品の断面図、そして図１４は同コイル部品の製造工程の一部を示す要部工程断面図である。
【０００３】
図１２〜図１４において、従来のコイル部品は、コイル部１と、このコイル部１を内包した磁性体よりなる外装部２と、コイル部１の各端部に接続し一端が外装部２から突出して外部回路と接続する端子３を備え、外装部２はコイル部１を被覆するように磁性粉末４を加圧成形して形成した構成となっている。
【０００４】
外装部２を形成する際には、図１４に示すように金型５における下パンチ６と下ダイ８で形成される箇所へ所定量の一部（例えば半分）の磁性粉体４を供給した後、コイル部１を挿入し設定する。
【０００５】
金型５の上型を降下させてコイル部１を上ダイ９と下ダイ８で挟持した後、残る磁性粉体４を供給するとともに、金型５における上型の上パンチ７を降下させることにより、金型５において磁性粉末４を加圧成形して所定形状の外装部２を形成するものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成および方法では外装部２がコイル部１を被覆するように磁性粉末４を加圧成形して形成したものであり、上下の金型５とコイル部１との間に充填される磁性粉末４の量が加圧成形時に金型５の動作によって変動したりする。
【０００７】
そのため、外装部２の被覆厚みがコイル部１の周囲全体に均一とならず、成形密度を制御することが困難で、電気的および機械的バラツキを発生したり、また、磁性粉末４自体は全体として流動性を有するため、コイル部１を保持することができずに、コイル部１を傾斜させたり所定位置よりずれて外装部２が不良成形されるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、外装部の被覆厚みをコイル部全体に均一として、特性バラツキを制御するとともに、コイル部の位置決めを的確にして外装部の成形不良を防止するコイル部品の製造方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、空芯部を有したコイル部と、前記コイル部を内包した磁性体からなる外装部と、前記コイル部に接続されるとともに、前記外装部から突出した端子を備えるコイル部品において、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末を前記熱硬化性樹脂が熱硬化しない非加熱状態で混合した後に加圧成形して圧粉体を形成する工程と、前記コイル部に前記圧粉体を搭載させて前記圧粉体を再加圧する一対のパンチを設けた一対のダイ内へ同時に供給し、前記一対のダイにて前記端子を把持するとともに前記一対のパンチで前記圧粉体の一部を粉砕した後に前記コイル部を被覆するように前記圧粉体を再加圧成形する工程と、前記圧粉体を再加圧成形した後に前記熱硬化性樹脂を熱硬化させる工程を設けてなるコイル部品の製造方法であって、前記圧粉体を粉砕する１個あるいは複数個の突起を少なくとも一方のパンチの先端に設けてなる構成を有しており、これにより、外装部を形成する圧粉体が固形物なのでコイル部と一体で搬送または供給できて取扱いを容易にすることができ、成形機構である金型（ダイあるいはパンチ）とコイル部との間で圧粉体の量が再加圧成形時に変動が少なく、外装部の被覆厚みがコイル部の周囲全体に均一となり、電気的および機械的特性のばらつきを抑制できるという作用効果が得られる。
また、請求項２に記載の発明は、外装部を形成する熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末を前記熱硬化性樹脂が熱硬化しない非加熱状態で混合し、加圧成形してなる圧粉体を端子を接続したコイル部に装着する装着機構と、前記圧粉体を装着したコイル部を移送し次工程に供給する搬送機構と、前記端子を把持するとともに前記圧粉体の再成形時に前記圧粉体の外形を規制する一対のダイ、および前記圧粉体を加圧する一対のパンチを有し、搬送機構により供給された前記圧粉体がコイル部を内包するように再成形する成形金型とを備え、前記一対のパンチの少なくとも一方には、圧粉体を粉砕する突起を設けたコイル部品の製造装置であって、請求項１と同様の効果を奏する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態１におけるコイル部品成形装置の要部構成斜視図、図２は同コイル部品の粉体成形方法を説明する概要工程断面図、図３は本発明の実施の形態におけるコイル部品の要部断面図、図４は同コイル部品の斜視図、図５（ａ）は同コイル部品の圧粉体の斜視図、図５（ｂ）はコイル部品へ搭載した圧粉体の要部断面図、図６は同他形状の圧粉体の斜視図、そして図７は同他の圧粉体の斜視図および断面図である。
【００２０】
なお、以下従来の技術で説明した構成部材については同一の符号を付与し、詳細な説明は省略する。
【００２１】
本発明の実施の形態におけるコイル部品の構造は、図３、図４に示すように、空芯部１１を有するコイル部１２と、このコイル部１２を内包した主として磁性体でなる外装部１３と、コイル部１２の巻始めと巻終りにそれぞれ一端を接続するとともに、他端を外装部１３から突出させ、かつ曲げ加工してなる金属導体でなる端子１４を備える構造となっている。
【００２２】
また、外装部１３は熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性体粉末を、熱硬化性樹脂が熱硬化しないように非加熱状態で混合するとともに、所定形状に加圧成形した１個あるいは２個の圧粉体１５を、コイル部１２を被覆するように再加圧成形するとともに、熱硬化性樹脂が熱硬化するように加熱成形して、コイル部品１０を形成するのである。
【００２３】
そして、圧粉体１５は図５（ａ）に示すように、四角形の背面部１６の中央部に突出する円柱状の中脚部１７を設けた凸形状の断面であり、図５（ｂ）に示すようにコイル部１２の空芯部に中脚部１７を挿入して、コイル部１２と一体となって搬送され加圧成形されるのである。
【００２４】
なお、圧粉体１５は加圧成形が確実かつ高精度に行えるように、形状が崩れにくい強硬度部分（例えば背面部１６中央部分）と、再加圧成形する際に容易に形状が崩れる弱硬度部分（例えば中脚部１７の先端部分）にて構成している。
【００２５】
次に図１、図２を用い成形方法について説明する。図１、図２において１８は端子１４を所定間隔の中心部に設けた板状の金属導体材でなるリードフレームである。２０は超硬材でなる上下移動自在な上パンチ、２１は上パンチ２０に対応する同じく下パンチである。下パンチ２１は、圧粉体１５の中脚部１７の一端を崩すため、ならびに、外装部１３の外形形状の一部を設定するために、上端中央に円錐状の突起２１ｂを、また四隅には角錐状の突起２１ａを設けている。
【００２６】
２２は鋼材でなる上下移動自在な上ダイであり、中央部に上パンチ２０が摺動し挿通する孔を設け超硬材でなる上キャビティ２４を嵌入して固着しており、四隅には上下移動をガイドするガイドブッシュ２５を嵌入している。
【００２７】
２３は上ダイ２２に対応した同じく下ダイであり、中央部に上キャビティ２４に対応するように、下パンチ２１が摺動し挿通する孔を設けた下キャビティ２４ａを嵌入しており、そして四隅の上面にはガイドブッシュ２５を挿通するガイドポスト２６を設置している。以上により成形金型の要部を構成している。
【００２８】
なお、コイル部品１０の外装部１３の外形は、前記で説明した上・下ダイ２２，２３における上・下キャビティ２４，２４ａに設けた孔と、上・下パンチ２０，２１の設定動作位置にて決定される。また成形後のコイル部品１０の取出しなどをスムーズに行うために、上・下パンチ２０，２１が挿通する上・下キャビティ２４，２４ａにおける各々孔の先端部にはテーパ加工がなされている。
【００２９】
次に図２を用いて成形動作について説明する。まず図１、図２（ａ）に示すようにリードフレーム１８の下面側で端子１４に電気的かつ機械的に接続されたコイル部１２の空芯部に、所定方向及び所定位置となるように圧粉体１５の中脚部１７を挿入して整列させる。
【００３０】
そして、図１の矢印方向にリードフレーム１８を定間隔で搬送して、圧粉体１５を挿入したコイル部１２を下ダイ２３における下キャビティ２４ａの所定位置に載置する。
【００３１】
続いて、上ダイ２２を降下させて上キャビティ２４と下ダイ２３における下キャビティ２４ａの上・下面にて、端子１４、リードフレーム１８を挟持して位置決めする。
【００３２】
次に図２（ｂ）に示すように上パンチ２０を降下、および下パンチ２１を上昇させる。そして、図２（ｃ）に示すようにさらに上パンチ２０を降下、および下パンチ２１を上昇させて、上パンチ２０は先端が圧粉体１５の背面部１６の上面に当接する所定位置に停止させる。それとともに、下パンチ２１は上昇してその先端が圧粉体１５を加圧することにより、圧粉体１５の中脚部１７下端より崩し始めて粉砕体３７となり、その粉砕体３７をコイル部１２の周囲に充填する。
【００３３】
そして、図２（ｄ）に示すように、さらに上パンチ２０、下パンチ２１を降下および上昇させ所定位置（コイル部品１０における外装部１３の形状設定位置）で停止させて、圧粉体１５における粉砕体３７をリードフレーム１８、端子１４、およびコイル部１２の周囲（空間）に充填させ、加圧成形を完了する。
【００３４】
加圧成形終了後図２（ｅ）に示すように、上パンチ２０と下パンチ２１によりコイル部品１０の外装部１３を保持したまま、上キャビティ２４および下キャビティ２４ａをそれぞれ上昇および降下させて元の位置に復帰させる。
【００３５】
その後、図２（ｆ）に示すように、上パンチ２０、下パンチ２１をそれぞれ上昇および降下させて元の位置に復帰させる。続いて、リードフレーム１８を所定距離移動させて所定温度および時間で加熱硬化し、硬化完了したコイル部品１０を取出す（次工程へ移送する）のである。
【００３６】
そして、リードフレーム１８より端子１４部を切断分離（図示せず）した後、端子１４に曲げ加工を行い、図３、図４に示すコイル部品１０を完成させるのである。
【００３７】
なお、圧粉体１５は前記で説明した背面部１６が四角形のみではなく、全体の形状やコイル部１２の構成により、図６に示すように、背面部１６を円状としたもの、あるいは図７に示すように、背面部１６の周端に中脚部１７より長さが短い外脚部１７ａを有する断面形状がＥ字形の圧粉体１５を使用してもよい。
【００３８】
なおまた、圧粉体１５の形状における背面部１６の厚み、あるいは中脚部１７の長さの変更および、上パンチ２０、下パンチ２１の最終位置の変更設定により、外装部１３におけるコイル部１２の位置あるいは充填密度を、任意の所定特性に設定することができる。なお、前記実施の形態では、加圧成形後に圧粉体１５を加熱硬化したが、加圧成形時に所定温度および時間で加熱硬化させることも可能である。
【００３９】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２を説明する。
【００４０】
図８は本発明の実施の形態２におけるコイル部品成形装置の要部構成斜視図、図９は同コイル部品の粉体成形方法を説明する概要工程断面図、図１０は同他の形状圧粉体を使用するコイル部品成形装置の一部を示す構成斜視図、そして図１１は同コイル部をリードフレームの上面に装着したコイル部品成形装置の一部を示す構成斜視図である。
【００４１】
図８、図９において、２７は鋼材でなり上下移動自在な上ダイであり、中央部に上パンチ２０が摺動し挿通する孔を設け超硬材でなる上キャビティ２４を嵌入して固着しており、四隅には上下移動をガイドするガイドブッシュ２５を嵌入している。
【００４２】
３３は鋼材でなり上ダイ２７の一端に連接した挿入保持ステージ、２９は片端に四角体形状の上圧粉体３５を挿入して保持する挿入孔３１を設けた上スライダーであり、上ダイ２７、上キャビティ２４に挿通し、また挿入保持ステージ３３の上面を摺動するように水平方向に移動自在に配設されている。
【００４３】
２８は上ダイ２２に対応した同じく下ダイであり、中央部に上キャビティ２４に対応させて、下パンチ２１が摺動し挿通する孔を設けた下キャビティ２４ａを嵌入している。そして、下ダイ２８の四隅の上面にはガイドブッシュ２５を挿通するガイドポスト２６が設置されている。
【００４４】
３４は鋼材でなり下ダイ２８の一端に連接した挿入保持ステージ、３０は片端に四角体形状の下圧粉体３６を挿入して保持する挿入孔３２を設けた下スライダーであり、下ダイ２８、下キャビティ２４ａに挿通し、また挿入保持ステージ３４の上面を摺動するように水平方向に移動自在に配設されている。以上により成形金型の要部を構成している。
【００４５】
次に図９を用いて成形動作について説明する。まず図８、図９（ａ）に示すようにリードフレーム１８の下面側で端子１４に電気的かつ機械的に接続されたコイル部１２を、図８の矢印（ア）方向にリードフレーム１８を定間隔で搬送して、コイル部１２を下ダイ２８における下キャビティ２４ａの所定位置に載置する。
【００４６】
続いて、上ダイ２７を降下させて上キャビティ２４と下ダイ２８における下キャビティ２４ａの上・下面にて、端子１４、リードフレーム１８を挟持して位置決めする。
【００４７】
同時あるいは続いて上圧粉体３５を上スライダー２９の挿入孔３１に挿入し、挿入保持ステージ３３の上面に、そして下圧粉体３６を下スライダー３０の挿入孔３２に挿入（以上の挿入機構は図示せず）し、挿入保持ステージ３４の上面に保持する。
【００４８】
次に図９（ｂ）に示すように、上スライダー２９および下スライダー３０を矢印の左方向にスライド（摺動）して、上キャビティ２４と下キャビティ２４ａの内部であり、上圧粉体３５をリードフレーム１８のコイル部１２が装着された所定箇所に載置し、また、下圧粉体３６は下パンチ２１の上面の所定箇所に載置する。
【００４９】
続いて、上スライダー２９、下スライダー３０を元の位置にスライドして復帰させた後、図９（ｃ）に示すように、上パンチ２０、下パンチ２１を降下および上昇させる。その時特に、下パンチ２１の先端がその加圧により下圧粉体３６を崩し始めて粉砕体となし、コイル部１２の周囲に充填させるとともに、所定位置（コイル部品１０における外装部１３の形状設定位置）で上パンチ２０、下パンチ２１を停止させ、その状態を保持しながら所定温度および時間で加熱する。
【００５０】
上・下圧粉体３５，３６を硬化終了後、図９（ｄ）に示すように、上パンチ２０と下パンチ２１によりコイル部品１０の外装部１３を保持したまま、上キャビティ２４および下キャビティ２４ａをそれぞれ上昇および降下させて元の位置に復帰させる。
【００５１】
その後、図９（ｅ）に示すように、上パンチ２０、下パンチ２１をそれぞれ上昇および降下させて元の位置に復帰させ、続いてリードフレーム１８を所定距離移動させて、硬化完了したコイル部品１０を取出す（次工程へ移送する）のである。
【００５２】
そして、リードフレーム１８より端子１４部を切断分離（図示せず）した後、端子１４に曲げ加工を行い、図３、図４に示すコイル部品１０を完成させるのである。
【００５３】
なお、上圧粉体３５、下圧粉体３６は前記で説明した四角形状のみではなく、全体の形状、コイル部１２の構成により、図１０に示すようにリング状の凹部を有する上圧粉体３５ａ、下圧粉体３６ａを使用すれば、コイル部１２と下圧粉体３６ａのはめあいと位置決めがさらに確実にできる。
【００５４】
また、上パンチ２０の降下による圧力と、前記で説明した突起２１ａと同様の上パンチ２０の下面に設けた突起２０ａにより、上圧粉体３５ａは容易に崩されて、その粉体がコイル部１２や端子１４の周辺に確実に充填されることになる。
【００５５】
なおまた、図１１に示すようにコイル部１２のリードフレーム１８への装着およびその搬送が容易となるように、リードフレーム１８におけるコイル部１２が上面となる設定にて外装部を成形する方法としてもよい。
【００５６】
さらに、上圧粉体３５と下圧粉体３６の厚みを相違させるとともに、上パンチ２０、下パンチ２１の最終位置の変更設定により、外装部１３におけるコイル部１２の位置あるいは充填密度を、任意の所定特性に設定することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明によるコイル部品の製造方法によれば、圧粉体が固形物の状態であり、定量かつ取扱いが容易であり、金型とコイル部との間で圧粉体の量が再加圧成形時に変動しにくく、また再加圧成形直前にパンチに設けた突起により圧粉体を粉砕するため、再加圧成形時に外装部の被覆状態がコイル部の周囲全体に規定どおりに緻密にかつ均一に形成できるため、コイル部品の電気的および機械的特性のばらつきを抑制するとともに磁気効率を向上できるという効果を有する。さらに少なくとも一方のパンチの圧粉体との当接面に突起を設けることにより、効率的にかつ確実に圧粉体を粉砕できるという効果も同時に有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるコイル部品成形装置の要部構成斜視図
【図２】（ａ）〜（ｆ）同コイル部品の粉体成形方法を説明する概要工程断面図
【図３】本発明の実施の形態におけるコイル部品の要部断面図
【図４】同コイル部品の斜視図
【図５】（ａ）同コイル部品の圧粉体の斜視図
（ｂ）コイル部品へ搭載した圧粉体の要部断面図
【図６】同他形状の圧粉体の斜視図
【図７】（ａ）、（ｂ）同他の圧粉体の斜視図および断面図
【図８】本発明の実施の形態２におけるコイル部品成形装置の要部構成斜視図
【図９】（ａ）〜（ｅ）同コイル部品の粉体成形方法を説明する概要工程断面図
【図１０】同他の形状圧粉体を使用するコイル部品成形装置の一部を示す構成斜視図
【図１１】同コイル部をリードフレームの上面に装着したコイル部品成形装置の一部を示す構成斜視図
【図１２】従来のコイル部品の要部斜視図
【図１３】同コイル部品の断面図
【図１４】同コイル部品の製造工程の一部を示す要部工程断面図
【符号の説明】
１，１２  コイル部
２，１３  外装部
３，１４  端子
４  磁性粉末
５  金型
６  下パンチ
７  上パンチ
８  下ダイ
９  上ダイ
１０  コイル部品
１１  空芯部
１５  圧粉体
１６  背面部
１７  中脚部
１７ａ  外脚部
１８  リードフレーム
２０  上パンチ
２０ａ  突起
２１  下パンチ
２１ａ，２１ｂ  突起
２２  上ダイ
２３  下ダイ
２４  上キャビティ
２４ａ  下キャビティ
２５  ガイドブッシュ
２６  ガイドポスト
２７  上ダイ
２８  下ダイ
２９  上スライダー
３０  下スライダー
３１，３２  挿入孔
３３，３４  挿入保持ステージ
３５  上圧粉体
３６  下圧粉体
３７  粉砕体
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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