(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形に巻回されたコイル部とコイル部の巻始め端及び巻終わり端に設けられた引出し部とを備え、前記巻始め端の引出し部がコイル部の内径側からコイル部の上方を横切るように引き出され、前記巻終わり端の引出し部が前記コイル部の外径側から立上がった状態で引き出された平角コイルと、
この平角コイルに挿入されて平角コイルを支持する円柱状の中芯及び中芯の周囲に設けられて平角コイルを収容するコイル収容部を有し、周囲が外壁によって囲まれた上面開放の扁平な四角枡形状のポットコアと、
前記ポットコアの外壁を包むように引っ掛けられることにより外壁の内周面上部から外周側面に沿い、底面に至るように取付けられ、その上部に前記平角コイルの巻始め端の引出し部及び巻終わり端の引出し部がそれぞれ接続される一対の端子と、
前記ポットコア上に設けられた蓋コアとを備えており、
前記中芯に前記平角コイルの前記巻始め端の引出し部の立上り部に対応する位置に逃げ部を形成することにより、前記ポットコアのコイル収容部の内壁面と収容されたコイル部との間に隙間が形成され、
前記平角コイルの前記引出し部は前記ポットコアの対角方向に引出され、前記外壁部の前記端子に対して斜めに配置されてなる、
ことを特徴とする表面実装型インダクタ。
【請求項２】
前記逃げ部は、中芯の周面一部を軸方向に沿ってカットすることにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装型インダクタ。
【請求項３】
平角巻線の一端部を長さ方向と略直交する方向に折曲して折曲片を形成し、前記折曲片を前記平角巻線の幅方向と略直交する方向に折曲して巻始め端の引出し部を形成する工程と、
巻線機の巻軸に形成された平面カット部に前記巻始め端の引出し部基端を当接させた状態で平角巻線を巻軸に巻回する工程と、
巻軸への巻回状態で平角巻線を熱融着してコイル部を形成する工程とを備えていることを特徴とする表面実装型インダクタに用いる平角コイルの製造方法。
【請求項４】
平角巻線の一端部を長さ方向と略直交する方向に折曲して、折曲片を形成し、前記折曲片を前記平角巻線の幅方向と略直交する方向に折曲して巻始め端引出し部を形成する工程と、巻線機の巻軸に形成された平面カット部に前記巻始め端の引出し部基端を当接させた状態で平角巻線を巻軸に巻回する工程と、
巻軸への巻回状態で平角巻線を巻線押え部材によって押えながら、加熱処理することによって、熱融着してコイル部を形成する工程とを備えていることを特徴とする表面実装型インダクタに用いる平角コイルの製造方法。
【請求項５】
前記巻線押え部材を環状部材とし、内周面に複数の孔を有し、外周面には複数の切欠溝を有するものとし、前記加熱処理時の熱風を通過させ易くしたことを特徴とする請求項４に記載の平角コイルの製造方法。
【請求項６】
表面実装型インダクタに用いる平角コイルが巻回される巻軸の外周面一部に、平角コイルにおける巻始め端の引出し部基端が当接する平面カット部が形成されていることを特徴とする平角コイルの製造に用いる巻線機。
【請求項７】
前記巻軸を支持する巻線チャックの端面に前記巻軸の平面カット部に続くカット部が設けられている請求項６記載の巻線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装型インダクタ及び表面実装型インダクタに用いる平角コイルの製造方法並びに平角コイルの製造に用いる巻線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面実装型インダクタは、例えば、直流重畳を行うために用いられるインダクタであり、プリント配線板に対して低い高さで実装できるメリットがあるところから電子機器に多用されている。
【０００３】
図１０は従来より用いられている表面実装型インダクタを示し、フェライト材料によって成形されているポットコア１２０内に平角コイル１００が固定されている。平角コイル１００の固定を行うため、ポットコア１２０には、平角コイル１００内に挿入される円柱状の中芯１２１が略中央部分に突出するように形成されている。又、ポットコア１２０には、平角コイル１００を収容するためのコイル収容部１２２が窪み状に形成されている。
【０００４】
平角コイル１００は巻線機によって平角巻線を巻回することにより形成されるものであり、巻回によって形成されたコイル部１０１と、コイル部１０１から引き出されている巻始め端の引出し部１０２及び巻終わり端の引出し部１０３とを備えている。これらの引出し部１０２，１０３はコイル部１０１から対角方向に引き出されており、それぞれの引出し部１０２，１０３がポットコア１２０に取り付けられている端子１３０，１４０に接続される。このように引出し部１０２，１０３を対角方向に引き出すことにより、ポットコア１２０内のスペースを有効に活用している。
【０００５】
平角コイル１００の成形は、平角巻線の一端部を折曲することによって巻始め端の引出し部１０２を形成し、この巻始め端の引出し部１０２を起点として平角巻線を外側に向かって円形に巻回することにより行われる。従って、巻始め端の引出し部１０２はコイル部１０１の内径側で立ち上がっており、コイル部の内径側での立ち上がり状態からコイル部１０１を横切るように引き出される。一方、巻終わり端の引出し部１０３は、コイル部１０１の外径側で立ち上がった状態となって、コイル部１０１の外径側から引き出されるものである。
【０００６】
前記平角コイル１００を収容したポットコア１２０上には図１１に示すような蓋コア１５０が取付けられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、平角コイル１００の成形では、巻始め端の引出し部１０２を巻回の起点とするものであり、巻回の起点となる巻始め端の引出し部１０２を巻線機の巻軸に仮固定した状態で、巻始め端の引出し部１０２の上に平角巻線を巻回することによりコイル部１０１を成形している。従って、巻始め端の引出し部１０２があるコイル部分は、巻始め端の引出し部１０２の厚さ分が加わった状態となり、コイル部１０１全体としては真円とならずに巻始め側に膨らんだ楕円形となっている。
【０００８】
このような平角コイル１００をポットコア１２０のコイル収容部１２２に収容し、中芯１２１で支持した場合、巻始め端の引出し部１０２がある部分では、コイル部１０１が外側に膨らんだ状態となっているため、図１１に示すように端子１３０との間の隙間１２２Ａが極端に小さくなる。これに加えて、巻始め端の引出し部１０２が中芯１２１に当接することによってコイル部１０１を外側に押し出すため、コイル部１０１が端子１３０に必要以上に接近した状態となる。これらによって、巻始め端の引出し部１０２がある部分で、平角コイル１００と端子１３０との間に短絡が発生する問題を有している。
【０００９】
又、この短絡は、インダクタをプリント配線板に実装する際のリフロー半田付けの際に発生し易く、プリント配線板に実装してもインダクタが機能しないため、問題となっている。
【００１０】
さらに、このような短絡を防止するためには、ポットコア１２０のコイル収容部１２２を大きくする必要があるが、この場合には、ポットコア１２０が大きくなり、インダクタの小型化ができなくなる新たな問題が発生する。なお、隙間の確保のために、コイル収納部１２２を大きくして端子１３０を外側にずらすことも考えられるが、そのようにすると図１０に示したポットコアの外壁１１０と蓋コア１５０との接触面積が小さくなって、磁気回路特性に悪影響を与えるため好ましい手法ではない。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、平角コイルと端子との短絡を防止でき、正常な状態でプリント配線板に実装でき、しかも小型化が可能な表面実装型インダクタを提供することを目的とする。又、本発明は、この表面実装型インダクタに用いられる平角コイルの製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、平角コイルの製造に用いられる巻線機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の表面実装型インダクタは、円形に巻回されたコイル部とコイル部の巻始め端及び巻終わり端に設けられた引出し部とを備え、前記巻始め端の引出し部がコイル部の内径側からコイル部の上方を横切るように引き出され、前記巻終わり端の引出し部が前記コイル部の外径側から立上がった状態で引き出された平角コイルと、この平角コイルに挿入されて平角コイルを支持する円柱状の中芯及び中芯の周囲に設けられて平角コイルを収容するコイル収容部を有し、周囲が外壁によって囲まれた上面開放の扁平な四角枡形状のポットコアと、前記ポットコアの外壁を包むように引っ掛けられることにより外壁の内周面上部から外周側面に沿い、底面に至るように取付けられ、その上部に前記平角コイルの巻始め端の引出し部及び巻終わり端の引出し部がそれぞれ接続される一対の端子と、前記ポットコア上に設けられた蓋コアとを備えており、前記中芯に前記平角コイルの前記巻始め端の引出し部の立上り部に対応する位置に逃げ部を形成することにより、前記ポットコアのコイル収容部の内壁面と収容されたコイル部との間に隙間が形成され、前記平角コイルの前記引出し部は前記ポットコアの対角方向に引出され、前記外壁部の前記端子に対して斜めに配置されてなることを特徴とする。
【００１３】
この発明では、巻始め端の引出し部がポットコアの中芯に形成された逃げ部に逃げた状態で平角コイルが中芯に取り付けられるため、平角コイルのコイル部が端子に接近することがなく、これらの間に十分な隙間を確保することができる。このため、平角コイルと端子との間で短絡が発生することがなく、インダクタを正常な状態でプリント配線板に実装することができる。又、これにより、ポットコアのコイル収容部を大きくする必要がないため、インダクタを小型化することができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の発明であって、前記逃げ部は、中芯の周面一部を軸方向に沿ってカットすることにより形成されていることを特徴する。
【００１５】
この発明では、いわゆるＤカットによって、逃げ部を形成するため、逃げ部を簡単に形成することができる。
【００１６】
請求項３の発明の平角コイルの製造方法は、平角巻線の一端部を長さ方向と略直交する方向に折曲して折曲片を形成し、前記折曲片を前記平角巻線の幅方向と略直交する方向に折曲して巻始め端の引出し部を形成する工程と、巻線機の巻軸に形成された平面カット部に前記巻始め端の引出し部基端を当接させた状態で平角巻線を巻軸に巻回する工程と、巻軸への巻回状態で平角巻線を熱融着してコイル部を形成する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発明では、巻始め端の引出し部を巻軸に形成した平面カット部に当接させて巻回するため、巻始め端の引出し部の厚さ分がコイル部に加わることがない。このため、コイル部を真円で巻回することができる。
【００１８】
請求項４の発明は、平角巻線の一端部を長さ方向と略直交する方向に折曲して折曲片を形成し、前記折曲片を前記平角巻線の幅方向と略直交する方向に折曲して巻始め端の引出し部を形成する工程と、巻線機の巻軸に形成された平面カット部に前記巻始め端の引出し部基端を当接させた状態で平角巻線を巻軸に巻回する工程と、巻軸への巻回状態で平角巻線を巻線押え部材によって押えながら、加熱処理することによって、熱融着してコイル部を形成する工程とを備えていることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明によれば、コイル部を略真円で形成することができる。
【００２０】
請求項５の発明は、前記巻線押え部材を環状部材とし、内周面に複数の孔を有し、外周面には複数の切欠溝を有するものとし、前記加熱処理時の熱風を通過させ易くしたことを特徴とするものである。
【００２１】
この発明によれば、熱風を通し易い巻線押え部材を使用するのでコイル部の熱融着を確実かつ迅速に行うことができる。
【００２２】
請求項６の発明の巻線機は、表面実装型インダクタに用いる平角コイルが巻回される巻軸の外周面一部に、平角コイルにおける巻始め端の引出し部基端が当接する平面カット部が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この発明では、巻軸に形成された平面カット部に巻始め端の引出し部が当接して平角コイルが巻回されるため、真円となるようにコイル部を巻回することができる。従って、外形を小さくでき、ポットコアに収容した場合でも端子との間で短絡が発生することがない。
【００２４】
請求項７記載の発明は、前記巻軸を支持する巻線チャックの端面に巻軸の平面カット部に続くカット部を設けたことを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明の一実施の形態の表面実装型インダクタを示し、図１（Ａ）はその平面図、図１（Ｂ）はその側面図、図２は縦断面図、図３はポットコア単体の平面図である。この実施の形態の表面実装型インダクタは、平角コイル１と、ポットコア２と、端子３，４とを備えており、ポットコア２には、蓋コア５が被せられる。
【００２６】
平角コイル１は平角巻線６（図４参照）が巻回されることにより成形されるものである。平角巻線６は銅等からなる平角の導体線を絶縁被覆によって被覆すると共に、絶縁被覆上に熱融着層をコーティングしたものであり、後述するように、平角巻線６を縦方向に沿って巻回することにより平角コイル１が成形される。平角コイル１は平角巻線６の巻回によって形成されたコイル部７と、コイル部７から引き出された巻始め端の引出し部８及び巻終わり端の引出し部９とを備えている。
【００２７】
巻始め端の引出し部８はコイル部７の内径側で立ち上がっており、コイル部７の内径側での立ち上がり状態からコイル部７の上方でコイル部７を横切るように引き出される。一方、巻終わり端の引出し部９は、コイル部７の外径側で立ち上がった状態となって、コイル部７の外径側から引き出されるものである。これらの引出し部８，９の引出しは、対角方向に沿って行われ、それぞれの引出し部８，９が対応した端子３，４に接続される。
【００２８】
ポットコア２は図３に示すように、全体がフェライト材料からなり、周囲が外壁１０によって囲まれた上面開放の扁平な四角枡形状に形成されている。ポットコア２の中央部分には、円柱状の中芯１１が突出状に形成されている。中芯１１は平角コイル１を固定するためのものである。又、中芯１１と外壁１０との間には、窪み状のコイル収容部１２が形成されており、このコイル収容部１２内に平角コイル１が収容される。
【００２９】
蓋コア５はポットコア２と同様なフェライト材料によって平板状（平面Ｉ字形状）に成形されており、ポットコア２内に平角コイル１を取り付けた後、ポットコア２の上面に接着されることにより固定される。
【００３０】
端子３，４はポットコア２の対向した外壁１０に取り付けられる。図２に示すように、各端子３，４は、ポットコア２の外壁１０を包むように引っ掛けられることにより外壁１０に取り付けられる。この場合、端子３，４の上部３ａ、４ａは、屈曲して外壁１０の上面に接触した後、さらに屈曲してコイル収容部１２内に入り込んでおり、端子３，４の下部３ｂ、４ｂは、屈曲してポットコア２の底面に沿っている。この下部３ｂ、４ｂがリフロー半田付けによってプリント配線板と接続される。
【００３１】
平角コイル１の引出し部８，９の端子３，４への接続は、それぞれの引出し部８，９を端子３，４の上部３ａ、４ａに接触させることによって行われる。この場合、図１（Ｂ）にも示すように各端子３，４の上部３ａ、４ａ（図２に示した）には折曲片からなるクリップ１３が形成されており、クリップ１３によって各引出し部８，９を挟んで仮固定し、この仮固定状態で半田付けすることにより引出し部８，９を端子３，４に接続するようになっている。クリップ１３はこのような引出し部８，９の仮固定作用に加えて、プリント配線板への実装後のリフローによって一時的に半田が溶解しても引出し部８，９が端子３，４から外れないように作用するものである。図１（Ｂ）ではポットコア２上に蓋コア５を取付けた状態を示している。
【００３２】
以上に加えて、この実施の形態では、ポットコア２の中芯１１に逃げ部１４が形成されている。逃げ部１４は図３に示すように、中芯１１の周面一部を軸方向に沿ってカットする、いわゆるＤカット（断面Ｄ字形状）を施すことによって形成される。従って、逃げ部１４形成部分では、中芯１１が部分的になくなった状態となっている。かかる逃げ部１４は平角コイル１の巻始め端の引出し部８を逃がすように作用するものである。
【００３３】
平角コイル１のポットコア２への取り付けにあっては、そのコイル部７に中芯１１を挿入するが、巻始め端の引出し部８が逃げ部１４に位置するように中芯１１を挿入する。このような挿入では、巻始め端の引出し部８が中芯１１に当接しないため、コイル部７を外側に押し出すことがなくなる。これにより、平角コイル１のコイル部７が端子１３に接近することがなく、これらの間に十分な隙間１５（図２参照）を確保することができる。
【００３４】
このため、平角コイル１と端子３との間で短絡が発生することがなくなり、インダクタを正常な状態でプリント配線板に実装することができる。又、短絡を防止するために、ポットコア２のコイル収容部１２を大きくする必要がないため、インダクタを小型化することができる。なお、逃げ部１４としては、上記のように直線状にカットする場合に限らず、中芯１１の外面を弧状にカットして形成しても良いし、そのカット面の形状はどのようなものであってもよい。
【００３５】
図４〜図６は、本発明の平角コイル１の製造及び平角コイル１の製造に用いる巻線機の一実施の形態を示す。
【００３６】
図４は平角コイル１の製造を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。まず、図４に示すように、平角巻線６の一端部を平角巻線６の長さ方向と略直交する方向に折曲して折曲片６ａを形成する。さらに、折曲片６ａを平角巻線６の幅方向と略直交する方向に折曲する。この折曲によって平角巻線６の一端部に巻始め端の引出し部８を形成する。
【００３７】
巻始め端の引出し部８の形成の後、平角巻線６を巻線機に装着して巻回することによりコイル部７を形成する。図５は巻線機における巻線チャック２１部分を示しており、巻線チャック２１は軸方向に突出する巻軸２２を有している。この巻軸２２の外面に巻始め端の引出し部８を固定した状態で平角巻線６を巻軸２２に巻回させる。
【００３８】
巻軸２２は円柱状に成形されているが、その外面には図６に示すように、平面カット部２３が形成されている。平面カット部２３は巻軸２２の外周面一部を軸方向に沿ってカットすることにより形成されており、これにより平面となっている。また、この平面カット部２３に続いて、巻線チャック２１の端面にもカット部２１ａが形成されている。この平面カット部２３に巻始め端の引出し部８の基端が当接するように平角巻線６を巻軸２２に固定し、巻線チャック２１のカット部２１ａに沿って引き出す。そして、巻線押え板２４によって平角巻線６を巻線チャック２１との間で挟んで巻ズレを防止し、この状態で巻線チャック２１を一方向に回転させる。これにより平角巻線６が巻軸２３に所定数巻回されるため、コイル部７を形成することができる。
【００３９】
コイル部７の巻回の後、コイル部７に熱風を吹きかけて熱融着層を溶融する。このとき、巻線押え板を外さず、ワイヤにテンションをかけながら（やや張りぎみにして）行い、コイルに巻きズレを起さないようにして固着する。これにより、コイル部７が相互に熱融着するため、コイル部７が固定化され、巻線チャック２１から取り外しても巻ほぐれを起こすことがなくなる。巻線チャック２１から取り外した後は、平角巻線６の他端側の端部に対して、上述した図４で示すように折曲操作を２回行うことにより、巻終わり端の引出し部９を形成する。
【００４０】
次に図７及び図８をも参照して、他の巻線機を用いた巻線方法を説明する。
【００４１】
巻線チェック２１、巻軸２２の構造は前記実施の形態と同一であるが、巻線押え板３０の構造が異なっている。
【００４２】
この巻線押え板３０は平面形状が図８に示すように、環状を成し、内周面には複数の穴３０Ａが形成され、外周面は複数の切欠溝が形成されて歯車状突出部３０Ｂが形成されて、熱風がコイル部に一様に伝わり易いようになっている。
【００４３】
このような巻線押え板を用いることにより熱風を吹きかけて熱融着することにより熱融着が確実にかつ、迅速に行える。
【００４４】
図９は以上によって成形された平角コイル１を示す。前述のように、巻始め端を逃がす平面カット部２３やカット部２１ａを設けた巻線機を使うことにより、真円に近い状態のコイル部７を得ることができる。
【００４５】
そして、前述のポットコアに収容するに際しては、引出し部８、９の絶縁被覆を除去して、内部の導線２５を露出させる。
【００４６】
その後ポットコアに収容させて蓋コアを被せて図２に示した表面実装型インダクタを得る。
【００４７】
以上のように、略真円に近いコイル部７を、逃げ部が形成されたポットコアの中芯に挿置するという組合せとなることから、巻始め端の引出し部がポットコアの中芯に形成された逃げ部に逃げた状態で平角コイルが中芯に取り付けられるため、平角コイルのコイル部が端子に接近することがなく、これらの間に十分な隙間を確保することができる。このため、平角コイルと端子との間で短絡が発生することがなく、インダクタを正常な状態でプリント配線板に実装することができる。又、これにより、ポットコアのコイル収容部を大きくする必要がないため、インダクタを小型化することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、巻始め端の引出し部がポットコアの中芯の逃げ部に逃げた状態で平角コイルが中芯に取り付けられるため、平角コイルのコイル部が端子に接近することがなく、十分な隙間を確保することができ、平角コイルと端子との間で短絡が発生することがなくなる。従って、インダクタを正常な状態でプリント配線板に実装することができると共に、ポットコアのコイル収容部を大きくする必要がないため、インダクタを小型化することができる。
【００４９】
請求項２の発明によれば、逃げ部を簡単に形成することができる。
【００５０】
請求項３の発明によれば、巻始め端の引出し部の厚さ分がコイル部に加わることがないため、コイル部を略真円で巻回することができる。
【００５１】
請求項４の発明によれば、略真円に巻回されたコイル部を得ることができる。
【００５２】
請求項５の発明によれば、熱風を通し易い巻線押え部材を使用するのでコイル部の熱融着がより確実に、かつ、迅速に行える。
【００５３】
請求項６の発明によれば、コイル部を略真円で巻回することができるため、端子との間で短絡が発生することがない平角コイルとすることができる。
【００５４】
請求項７の発明によれば、平角コイルの巻回をより効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の表面実装型インダクタの一実施の形態の平面図である。
（Ｂ）は、蓋コアを設けた状態の側面図である。
【図２】表面実装型インダクタの縦断面図である。
【図３】表面実装型インダクタに用いるポットコアの平面図である。
【図４】平角コイルの製造工程を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図５】巻線機の巻線チャックへの巻回状態を示す側面図である。
【図６】巻線機の巻軸を示す斜視図である。
【図７】本発明の巻線機の他例を示す側断面図である。
【図８】上記巻線機の平面図である。
【図９】成形された平角コイルの平面図である。
【図１０】従来の表面実装型インダクタの蓋コアを取付ける前の状態を示す平面図である。
【図１１】上記従来のインダクタの側断面図である。
【符号の説明】
１  平角コイル
２  ポットコア
３，４  端子
５  蓋コア
６  平角巻線
７  コイル部
８  巻始め端の引出し部
９  巻終わり端の引出し部
１１  中芯
１２  コイル収容部
１４  逃げ部
２１  巻線チャック
２２  巻軸
２３  平面カット部
３０  巻線押え板
【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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