JP2018148079A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤの中心導線と端子電極との電気的かつ機械的接続の信頼性が高められたコイル部品を提供する。【解決手段】線状の中心導体２５と中心導体２５の周面を覆う絶縁被覆層とを有するワイヤ２３と、ワイヤ２３の端部において中心導体２５と電気的に接続される端子電極２７と、を備える、コイル部品。端子電極２７は、中心導体２５を溶接する受け部３７を有し、中心導体２５の溶接によって生じた溶接塊部４３と受け部３７とは溶接され合って互いに接触している。溶接部分において、中心導体２５は、溶接塊部４３と受け部３７との間に位置し、全周を溶接塊部４３および受け部３７によって覆われる。【選択図】図７

Description

この発明は、コイル部品に関するもので、特に、ワイヤと端子電極との接続構造に関するものである。

この発明にとって興味ある技術として、たとえば特許第４１８４３９４号公報（特許文献１）に記載されたものがある。図１２、図１３および図１４は、特許文献１から引用したもので、それぞれ、特許文献１における図２、図４および図５に相当する。図１２ないし図１４には、コイル部品に備えるコアの一部である一方の鍔部７１およびそこに配置された端子電極７２、ならびに端子電極７２に接続されるワイヤ７３の端部が図示されている。

ワイヤ７３は、図１２および図１４に示されるように、線状の中心導体７４および中心導体７４の周面を覆う絶縁被覆層７５を備えている。端子電極７２は、鍔部７１の外側端面７６側に配置された基部７７と、基部７７から屈曲部７８を介して延びるもので、ワイヤ７３の端部を受ける受け部７９とを備えている。図１２によく示されているように、端子電極７２は、さらに、受け部７９から第１の折返し部８０を介して延びるもので、ワイヤ７３の中心導体７４に溶接される溶接片８１と、受け部７９から第２の折返し部８２を介して延びるもので、ワイヤ７３を保持して位置決めする保持部８３とを備えている。

上述した溶接片８１に関して、溶接工程を実施する前の状態が図１２に示され、溶接工程後の状態が図１３および図１４に示されている。図１３および図１４には、溶接によって生じた膨出部８４が図示されている。膨出部８４は、溶接時において溶融した金属が表面張力により玉状となったまま冷却されて凝固して生成されたものであり、溶融玉とも称される。

溶接工程の詳細は、以下のとおりである。溶接工程の前の段階では、端子電極７２において、溶接片８１および保持部８３は、受け部７９に対して開いた状態にあり、受け部７９とは対向していない。図１２には、保持部８３が受け部７９と対向するが、溶接片８１については受け部７９に対して開いた状態が図示されている。

まず、端子電極７２の受け部７９上に、ワイヤ７３が置かれ、この状態を仮に固定するため、受け部７９と保持部８３とによってワイヤ７３が挟まれるように、保持部８３が受け部７９に対して第２の折返し部８２を介して折り曲げられる。

次に、保持部８３より先端側の部分において、図１２に示すように、ワイヤ７３の絶縁被覆層７５が除去される。この絶縁被覆層７５の除去のために、たとえばレーザ光の照射が適用される。なお、図１４によく示されているように、絶縁被覆層７５における受け部７９に接する部分については、除去されずに残される。

次に、溶接片８１が受け部７９に対して第１の折返し部８０を介して折り曲げられ、溶接片８１と受け部７９との間にワイヤ７３を挟んだ状態とされる。

次に、ワイヤ７３の中心導体４４と溶接片８１とが溶接される。より具体的には、レーザ溶接が適用される。レーザ光は、溶接片８１に照射され、それによって、ワイヤ７３の中心導体７４と溶接片８１とが溶融し合い、液状化した溶接塊部分は表面張力によって玉状になる。その結果、前述したように、膨出部８４が形成される。

上述した溶接工程において、溶融金属が端子電極７２の受け部７９からはみ出して屈曲部７８ないしは基部７７にまで達することがある。その結果、このような過度な溶接による熱は、鍔部７１を溶かしてしまうなど、鍔部７１を形成するコアにまで悪影響を及ぼすことがある。

そこで、特許文献１に記載の技術では、上述した過度な溶接を防ぐため、前述したように、絶縁被覆層７５における受け部７９に接する部分については、除去されずに残されている。

特許第４１８４３９４号公報

上述した特許文献１に記載の技術では、過度な溶接を絶縁被覆層７５によって防ぐ構成を採用している。しかしながら、別の観点から見ると、ワイヤ７３の中心導体７４は、端子電極７２に対して、限られた部分（溶接片８１）でしか溶接されていないことになる。そのため、ワイヤ７３の接続信頼性が低く、膨出部８４等に、物理的な外力が加わったとき、ワイヤ７３と端子電極７２との接合状態が劣化されやすい。

一方、たとえば、受け部７９が鍔部７１に接触していない場合のように、過度な溶接によって受け部７９から鍔部７１に伝わる熱を特に懸念する必要がない場合もあり得る。このような場合には、中心導体７４と溶接片８１とだけでなく、むしろ、中心導体７４と受け部７９とも溶接し、中心導体７４を全周にわたって端子電極７２と溶接する方が、より高い機械的強度、より低い電気抵抗、およびより高い信頼性を実現できる点で優れていると言える。

しかしながら、上述のように、中心導体７４を全周にわたって端子電極７２と溶接しようとしても、特許文献１に記載の技術では、中心導体７４と受け部７９との間に絶縁被覆層７５が存在するため、中心導体７４と受け部７９との溶接を妨げてしまうという問題に遭遇する。このことは、溶接部分における機械的強度や信頼性の低下、電気抵抗の上層を招くので好ましくない。

そこで、この発明の目的は、上述したような課題を解決し、ワイヤの中心導線と端子電極との電気的かつ機械的接続の信頼性が高められたコイル部品を提供しようとすることである。

この発明は、線状の中心導体と中心導体の周面を覆う絶縁被覆層とを有するワイヤと、ワイヤの端部において中心導体と電気的に接続される複数の端子電極と、を備える、コイル部品に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、端子電極は、ワイヤの端部に沿った受け部を有し、ワイヤの端部には、中心導体と端子電極が一体化した溶接塊部が形成され、受け部と溶接塊部とは溶接され合っていることを特徴としている。

この発明によれば、受け部と溶接塊部とは互いに接触しており、ワイヤの中心導体は、受け部と溶接塊部との間に位置している。

この発明において、ワイヤの端部では、中心導体が受け部および溶接塊部と溶接され合っていることが好ましい。この構成によれば、高い機械的強度、低い電気抵抗および高い耐ストレス性に対する信頼性をより確実に高めることができる。

また、この発明において、溶接塊部の中に絶縁被覆層に由来する物質が存在しないことが好ましい。図１２ないし図１４を参照して説明した特許文献１に記載の技術のように、中心導体７４と受け部７９との間に絶縁被覆層７５が存在していると、絶縁被覆層７５は少なからず溶接の熱による影響を受けるため、溶接の熱によって絶縁被覆層７５に由来する炭化物のような物質が生じ、それが膨出部８４に散らばったり、ブローホールをもたらしたりすることがある。しかし、上記構成によれば、溶接の熱によって絶縁被覆層に由来する炭化物のような物質が溶接塊部中に散らばったり、ブローホールをもたらしたりすることを防止することができる。

上述の好ましい実施態様において、ワイヤの端部は、その全周において、前記絶縁被覆層が除去されていることがより好ましい。この構成によれば、上述したような溶接塊部の中に絶縁被覆層に由来する物質が存在しない構成を確実に得ることができる。

また、この発明に係るコイル部品は、好ましくは、巻芯部ならびに巻芯部の端部に設けられた鍔部を有するコアをさらに備え、ワイヤは、巻芯部上に螺旋状に巻回され、端子電極は、鍔部に取り付けられる。この構成によれば、溶接塊部がワイヤに対して鍔部とは逆側（部品外側）に位置するので、溶接工程を容易に進めすことができる。

上述の好ましい実施態様において、受け部は、鍔部から所定の間隔を置いて位置していることがより好ましい。この構成によれば、溶接工程において、受け部での温度上昇が鍔部側に伝わりにくくなり、熱によるコアへの悪影響を低減することができる。

この発明によれば、受け部と溶接塊部とは溶接され合い、互いに接触しており、ワイヤの中心導体は、受け部と溶接塊部との間に位置し、溶接塊部に内包されているので、ワイヤの溶接部分の機械的強度が高く、かつ電気的接続の信頼性も高くすることができる。

この発明の一実施形態によるコイル部品としてのコモンモードチョークコイル１の外観を示す斜視図であり、（Ａ）は比較的上方から見た図、（Ｂ）は比較的下方から見た図である。 図１に示したコモンモードチョークコイル１の外観を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は左側面図である。 図１に示したコモンモードチョークコイル１に備えるワイヤ２３の拡大断面図である。 図１に示したコモンモードチョークコイル１において、ワイヤ２３を端子電極２７に電気的に接続する工程を図解する図である。 コモンモードチョークコイルの実際の製品におけるワイヤと端子電極との電気的受け部分を正面方向から撮影した写真を示す図である。 図５に示したワイヤと端子電極との電気的接続部分の断面を拡大して撮影した写真を示す図である。 図６に示した写真をトレースして作成したもので、図６の写真の説明図である。 図１に示したコモンモードチョークコイル１における端子電極２７のエッジ部分４４とその周囲に引き回されるワイヤ２３とを模式的に示す図であり、（Ａ）はこの発明の実施例、（Ｂ）は従来例を示す。 図８（Ａ）に示した形態のエッジ部分４４を有する端子電極２７を得るための工程を図解する図である。 図８（Ａ）に対応する図であって、端子電極２７のエッジ部分４４の変形例を示す。 図８（Ａ）に対応する図であって、端子電極２７のエッジ部分４４の他の変形例を示す。 特許文献１に記載されたコイル部品に備えるコアの鍔部７１およびそこに配置された端子電極７２、ならびに端子電極７２に接続されるワイヤ７３を示す斜視図であって、溶接工程前の状態を示す。 図１２に示した部分の溶接工程後の状態を示す斜視図である。 図１３に示した部分の断面図である。

この発明に係るコイル部品の説明にあたり、コイル部品の一例としてのコモンモードチョークコイルを採り上げる。図１および図２を主として参照して、この発明の一実施形態によるコイル部品としてのコモンモードチョークコイル１について説明する。

コモンモードチョークコイル１は、巻芯部２を有するフェライトコア３を備えている。フェライトコア３は、ドラム状をなし、巻芯部２の互いに逆の第１および第２の端部にそれぞれ設けられた第１および第２の鍔部４および５を備えている。コモンモードチョークコイル１は、さらに、第１および第２の鍔部４および５間に渡された板状のフェライト板６を備えている。なお、フェライトコア３は、フェライト以外の材料からなるコアに置き換えられてもよい。

フェライトコア３は、キュリー温度が１５０℃以上であることが好ましい。低温から１５０℃まで、インダクタンス値を一定以上に維持することができるためである。また、フェライトコア３の比透磁率が１５００以下であることが好ましい。この構成によれば、フェライトコア３の構成や材料に高透磁率用の特殊なものを用いる必要が無い。したがって、フェライトコア３の設計自由度が向上し、たとえばキュリー温度が１５０℃以上であるようなフェライトコア３を容易に設計できる。このように、上記構成によれば、高温でのインダクタンス値が確保された、温度特性の良好なコモンモードチョークコイル１を提供できる。

なお、フェライト板６についても、キュリー温度が１５０℃以上であることが好ましく、また、比透磁率が１５００以下であることが好ましい。

鍔部４および５は、それぞれ、巻芯部２側に向きかつ巻芯部２の各端部を位置させる内側端面７および８と、内側端面７および８の反対側の外側に向く外側端面９および１０とを有する。また、鍔部４および５は、それぞれ、実装時において実装基板（図示しない。）側に向けられる下面１１および１２、ならびに下面１１および１２の反対側の上面１３および１４を有している。前述したフェライト板６は、鍔部４および５の上面１３および１４に接合されている。さらに、第１の鍔部４は、下面１１と上面１３とを連結する方向に延びかつ互いに逆の側方に向く第１および第２の側面１５および１６を有し、第２の鍔部５は、下面１２と上面１４とを連結する方向に延びかつ互いに逆の側方に向く第１および第２の側面１７および１８を有する。

また、第１の鍔部４における下面１１の両端部に、切欠き形状の窪み１９および２０が設けられる。同様に、第２の鍔部５における下面１２の両端部に、切欠き形状の窪み２１および２２が設けられる。

コモンモードチョークコイル１は、さらに、巻芯部２に螺旋状に巻回された第１および第２のワイヤ２３および２４を備えている。なお、図１および図２では、ワイヤ２３および２４の各々の端部のみが図示され、巻芯部２上でのワイヤ２３および２４の図示が省略されている。これらワイヤ２３および２４は、一方のワイヤ２３について図３に図示するように、線状の中心導体２５と、中心導体２５の周面を覆う絶縁被覆層２６とを有する。

中心導体２５は、たとえば銅線からなる。絶縁被覆層２６は、好ましくは、たとえばポリアミドイミドや、イミド変成ポリウレタンのような少なくともイミド結合を含む樹脂からなる。この構成によれば、絶縁被覆層に対して、たとえば１５０℃においても分解しないといった耐熱性を与えることができる。したがって、１５０℃といった高温でも、線間容量が変化せず、Ｓｄｄ１１特性を良好なものとすることができる。また、１５０℃といった高温でもノイズ抑制効果に優れるといった効果の実効性を高めることができる。

第１および第２のワイヤ２３および２４は、互いに並行しながら同方向に巻回される。このとき、ワイヤ２３および２４は、いずれか一方が内層側に、いずれか他方が外層側に、というように、２層巻きにされても、巻芯部２の軸線方向において交互に配列されかつ互いに平行に並んだ状態で巻くバイファイラ巻きにされてもよい。

中心導体２５の径Ｄは３５μｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、ワイヤ２３および２４の径を細くできるので、巻芯部２へのワイヤ２３および２４の巻き数を多くすることや、ワイヤ２３および２４の巻き数を変えずに小型化すること、ワイヤ２３および２４やコイル外形を変えずにワイヤ間隔を広げることなどができる。また、コイル外形に占めるワイヤ２３および２４の割合が減ることで、たとえばフェライトコア３などの他の部分の寸法を拡大できるため、特性をさらに向上できる。

また、中心導体２５の径Ｄは２８μｍ以上であることが好ましい。この構成によれば、中心導体２５の断線を生じにくくすることができる。

また、絶縁被覆層２６の厚み寸法Ｔ４は６μｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、ワイヤ２３および２４の径を細くできるので、巻芯部２へのワイヤ２３および２４の巻き数を多くすることや、ワイヤ２３および２４の巻き数を変えずに小型化すること、ワイヤ２３および２４やコイル外形を変えずにワイヤ間隔を広げることなどができる。また、コイル外形に占めるワイヤ２３および２４の割合が減ることで、たとえばフェライトコア３などの他の部分の寸法を拡大できるため、特性をさらに向上できる。

また、絶縁被覆層２６の厚み寸法Ｔ４は３μｍ以上であることが好ましい。この構成によれば、巻回状態で隣り合うワイヤ２３および２４の中心導体２５間の距離を長くできるので、線間容量が小さくなり、そのため、Ｓｄｄ１１特性を良好なものとすることができる。

コモンモードチョークコイル１は、さらに、第１ないし第４の端子電極２７〜３０を備えている。これら第１ないし第４の端子電極２７〜３０のうち、第１および第３の端子電極２７および２９は、第１および第２の側面１５および１６が対向する方向に配列されて、第１の鍔部４に接着剤を介して取り付けられる。第２および第４の端子電極２８および３０は、第１および第２の側面１７および１８が対向する方向に配列されて、第２の鍔部５に接着剤を介して取り付けられる。

第１の端子電極２７と第４の端子電極３０とは、互いに同じ形状であり、第２の端子電極２８と第３の端子電極２９とは、互いに同じ形状である。また、第１の端子電極２７と第３の端子電極２９とは、互いに面対称形状をなし、第２の端子電極２８と第４の端子電極３０とは、互いに面対称形状をなしている。したがって、第１ないし第４の端子電極２７〜３０のうちのいずれか１つの端子電極、たとえば図１（Ａ）および（Ｂ）において最も良好に図示されている第１の端子電極２７について、その詳細を説明し、第２、第３および第４の端子電極２８、２９および３０の詳細については、その説明を省略する。

端子電極２７は、通常、たとえばリン青銅やタフピッチ銅などの銅系合金からなる１枚の金属板に対して順送プレス加工を施すことにより製造される。端子電極２７の材料となる金属板は、０．１５ｍｍ以下の厚みを有しており、たとえば０．１ｍｍの厚みである。

図１（Ｂ）によく示されているように、端子電極２７は、鍔部４の外側端面９に沿って延びる基部３１と、当該基部３１から、鍔部４の外側端面９と下面１１とが交差する稜線部分を覆う第１の屈曲部３２を介して、鍔部４の下面１１に沿って延びる実装部３３と、を備えている。実装部３３は、コモンモードチョークコイル１が図示しない実装基板上に実装されるとき、実装基板上の導電ランドに対して、はんだ付け等によって電気的かつ機械的に接続される部分となる。

さらに、図１（Ｂ）を参照して、端子電極２７は、実装部３３から第２の屈曲部３４を介して延びる立上がり部３５、および立上がり部３５から第３の屈曲部３６を介して延びる受け部３７を備えている。上記立上がり部３５は、窪み１９を規定する垂直壁３８に沿って延び、上記受け部３７は、窪み１９を規定する底面壁３９に沿って延びている。受け部３７は、ワイヤ２３の端部に沿うとともに、ワイヤ２３を端子電極２７に電気的かつ機械的に接続する部分となる。

なお、上述の受け部３７は、鍔部４から所定の間隔を置いて位置していることが好ましい。より特定的には、立上がり部３５および受け部３７は、窪み１９を規定する垂直壁３８および底面壁３９から所定の間隔を置いて位置していて、垂直壁３８および底面壁３９に接していないことが好ましい。

上述した第１の端子電極２７における基部、第１の屈曲部、実装部、第２の屈曲部、立上がり部、第３の屈曲部および受け部をそれぞれ指すために用いた参照符号３１、３２、３３、３４、３５、３６および３７は、必要に応じて、第２、第３および第４の端子電極２８、２９および３０における対応の基部、第１の屈曲部、実装部、第２の屈曲部、立上がり部、第３の屈曲部および受け部をそれぞれ指すためにも用いることにする。

前述した第１のワイヤ２３の第１端は第１の端子電極２７に電気的に接続され、第１のワイヤ２３の第１端とは逆の第２端は第２の端子電極２８に電気的に接続される。他方、第２のワイヤ２４の第１端は第３の端子電極２９に電気的に接続され、第２のワイヤ２４の第１端とは逆の第２端は第４の端子電極３０に電気的に接続される。

通常、上述したワイヤ２３および２４と端子電極２７〜３０との接続工程を実施する前に、ワイヤ２３および２４を巻芯部２上に巻回する工程が実施される。巻回工程では、フェライトコア３を巻芯部２の中心軸線まわりに回転させた状態で、ノズルからワイヤ２３および２４がトラバースされながら巻芯部２に向かって供給される。これによって、ワイヤ２３および２４が巻芯部２上で螺旋状に巻回される。

この巻回工程において、フェライトコア３を上述のように回転させるため、フェライトコア３は、回転駆動源に接続されたチャックによって保持される。チャックは、フェライトコア３における一方の鍔部、たとえば第１の鍔部４を保持するように設計されている。

第１の鍔部４の外側端面９に注目すると、そこには、上面１３と外側端面９とが交差する稜線に沿って延びる凸状の段部４０が形成されている。また、外側端面９における上記段部４０が形成された領域より前記下面１１に近い側の領域には平坦面４１が形成されている。

一方、フェライトコア３には、端子電極２７〜３０が既に取り付けられている。したがって、端子電極２７の基部３１および端子電極２９の基部３１は、第１および第２の側面１５および１６が対向する方向に互いに隣接しながら、外側端面９における上記平坦面４１に沿って位置している。これら端子電極２７の基部３１と端子電極２９の基部３１との間の間隔については、図２（Ｃ）に示すように、下面１１により近い側での間隔Ｓ１が、上面１３（あるいは段部４０）により近い側での間隔Ｓ２より広くなっている。この実施形態では、２つの基部３１が、ともにＴ字状とされることによって、上述のようなＳ１＞Ｓ２となる間隔を実現している。

チャックのつかみ部は、鍔部４における（１）第１の側面１５、（２）第２の側面１６、（３）上面１３、（４）段部４０に加えて、（５）平坦面４１の上記間隔Ｓ１で規定される部分、といった５つの異なる部分に接触した状態でフェライトコア３を保持する。したがって、ワイヤ２３および２４の巻回工程において、回転されるフェライトコア３の姿勢を安定させることができる。

端子電極２７の基部３１と端子電極２９の基部３１との間隔について、下面１１により近い側での間隔Ｓ１は、０．３ｍｍより広いことが好ましい。これによって、チャックのつかみ部を平坦面４１に当接させるのに十分な面積を確保することができる。また、上面１３により近い側での間隔Ｓ２は、０．１ｍｍ以上かつ０．３ｍｍ以下であることが好ましい。通常、順送プレス加工を施す場合、ワークとしての金属板の厚み寸法より小さい寸法で打抜きを行なうことが困難である。したがって、前述したように、端子電極２７〜３０の材料となる金属板の厚み寸法を０．１ｍｍとしたとき、間隔Ｓ２を０．１ｍｍ以上かつ０．３ｍｍ以下とすることにより、順送プレス加工を容易に実施することができる。

上述のように、回転駆動源に接続されたチャックによって保持されたフェライトコア３を巻芯部２の中心軸線まわりに回転させることによって、ノズルから供給されたワイヤ２３および２４がトラバースされながら巻芯部２上で螺旋状に巻回される。巻芯部２上における第１および第２のワイヤ２３および２４の各々の巻き数は４２ターン以下であることが好ましい。ワイヤ２３および２４の総長さを短くすることができるので、Ｓｄｄ１１特性をより良好なものとすることができるためである。なお、インダクタンス値の確保のためには、ワイヤ２３および２４の各々の巻き数は３９ターン以上であることが好ましい。

なお、巻回工程において、チャックは、一方の鍔部、たとえば第１の鍔部４のみをつかむように設計されているので、他方の鍔部、たとえば第２の鍔部５については、第１の鍔部４において採用された、段部４０および平坦面４１を有する構成は採用されなくてもよい。また、第２および第４の端子電極２８および３０についても、前述したような第１および第３の端子電極２７および２９において採用された、基部３１の形状および配置は採用されなくてもよい。

しかしながら、上述したような特徴的構成が、第１および第２の鍔部４および５の双方に採用され、かつ、第１ないし第４の端子電極２７〜３０のすべてに採用されると、巻回工程において、フェライトコア３の方向性をなくすことができ、チャックによるつかみ工程での方向ミスをなくすことができる。

上述の巻回工程を終えた後、以下に説明するワイヤ２３および２４と端子電極２７〜３０との接続工程が実施される。

以下、代表して、第１のワイヤ２３を第１の端子電極２７に接続する工程について図４を参照して説明する。図４には、第１の端子電極２７の受け部３７および第１のワイヤ２３の端部が模式的に図示されている。

前述の巻回工程を終えた段階では、ワイヤ２３の端部は、図４（１）に示すように、受け部３７および受け部３７の先端にある先端部３７ａ上にまで引き出された状態となっている。また、ワイヤ２３の端部は、その全周において、絶縁被覆層２６が除去された状態とされる。絶縁被覆層２６の除去には、たとえばレーザ光照射が適用される。

次に、同じく図４（１）に示すように、溶接のためのレーザ光４２が、ワイヤ２３における絶縁被覆層２６から露出した中心導体２５と先端部３７ａとが重なった領域に向かって照射される。これによって、中心導体２５およびそれを受ける先端部３７ａが溶融する。このとき、図４（２）に示すように、溶融した中心導体２５および先端部３７ａは、そこに作用する表面張力によって玉状となり、溶接塊部４３が形成される。すなわち、溶接塊部４３は、中心導体２５および端子電極２７（先端部３７ａ）が一体化したものであり、中心導体２５は、溶接塊部４３の中に取り込まれる。

前述したように、好ましくは、受け部３７は、鍔部４から所定の間隔を置いて位置していて、鍔部４に接していないようにされる。この構成は必須ではないが、この構成によれば、上述した溶接工程において、受け部３７での温度上昇が鍔部４側に伝わりにくくなり、熱によるフェライトコア３への悪影響を低減することができる。

図５には、コモンモードチョークコイルの実際の製品におけるワイヤと端子電極との電気的接続部分を正面方向から撮影した写真が示されている。図５において、右上の丸い部分が溶融玉、すなわち溶接塊部４３に相当している。図６には、図５に示したワイヤと端子電極との電気的接続部分の断面を拡大して撮影した写真が示されている。図７は、図６に示した写真をトレースして作成したもので、図６の写真の説明図である。なお、前述の図４は、レーザ光４２を上から下に向かって照射するように図示されたため、図５ないし図７における天地関係と逆になっている。

図６と図７とを対照ながら説明すると、溶接工程により、先端部３７ａだけでなく、溶接後において残存している受け部３７と溶接塊部４３とは溶接され合い、互いに接触している。ワイヤ２３の中心導体２５は、受け部３７と溶接塊部４３との間に位置し、溶接塊部４３に内包されている。また、絶縁被覆層２６がワイヤ２３の端部の全周において除去されることで、ワイヤ２３の端部では、ワイヤ２３の中心導体２５についても、受け部３７および溶接塊部４３と溶接され合っていることが好ましい。さらに、好ましくは、溶接塊部４３の中には、絶縁被覆層２６に由来する物質が存在していない。なお、受け部３７と溶接塊部４３との区別については、外縁形状が板状のままである部分を受け部３７、外縁形状が曲面状となっている部分を溶接塊部４３とすることができる。

このようにして、強固な溶接が達成される。また、ワイヤ２３の中心導体２５は、受け部３７と溶接塊部４３との間に位置し、その全周が溶接塊部４３に内包されるので、より高い機械的強度、より低い電気抵抗、より高い耐ストレス性、より高い化学的な耐浸食性等が得られ、溶接構造に対するより高い信頼性が実現される。また、溶接塊部４３の中に絶縁被覆層２６に由来する物質が存在しないので、溶融時のブローホールを低減させることができ、この点においても、信頼性の高い溶接構造を得ることができる。

以上、第１の端子電極２７と第１のワイヤ２３との接続について説明したが、他の端子電極２８〜３０とワイヤ２３または２４との接続についても同様の工程が実施される。

上述したワイヤ２３および２４の巻回工程、ならびにワイヤ２３および２４の端子電極２７〜３０への接続工程を終えた後、フェライト板６が第１および第２の鍔部４および５の各々の上面１３および１４に接着剤を介して接合される。このようにして、フェライトコア３とフェライト板６とによって閉磁路が形成されるので、インダクタンス値を向上させることができる。

なお、フェライト板６は、磁路を形成できる磁性樹脂板または金属板に置き換えられてもよい。あるいは、フェライト板６は、コモンモードチョークコイル１において省略されてもよい。

上述のようにして完成されたコモンモードチョークコイル１において熱膨張および収縮等によるストレスを受けた場合、あるいはコモンモードチョークコイル１の製造途中においてワイヤ２３および２４が引き回された場合、ワイヤ２３および２４の少なくとも一方が端子電極２７〜３０の少なくとも１つに接触している箇所において、絶縁被覆層２６が損傷したり、中心導体２５が断線したりすることがある。特に、コモンモードチョークコイル１が車載用に向けられるとき、熱膨張および収縮等によるストレスをより受けやすい。なお、このような接触箇所は、たとえば、図２（Ｂ）において円で囲んだ箇所Ｃに見出すことができる。

上述の状況を、ワイヤ２３および２４と端子電極２７〜３０とを代表して、図８に示した第１のワイヤ２３と第１の端子電極２７とに関連して説明する。

前述したように、端子電極２７は、たとえばリン青銅やタフピッチ銅などの銅系合金からなる１枚の金属板に対して順送プレス加工を施すことにより製造される。端子電極２７の材料となる金属板は、０．１５ｍｍ以下の厚みを有しており、たとえば０．１ｍｍの厚みである。このような場合、プレス加工後の端子電極２７において、そのエッジ部分４４には、プレスによるせん断の結果、鋭利な「ダレ」または「バリ」が生じやすい。したがって、鋭利な「ダレ」または「バリ」が生じたエッジ部分４４に、図８（Ｂ）に示すように、ワイヤ２３が接触すると、前述したような絶縁被覆層２６の損傷や中心導体２５の断線が生じることがある。

そこで、この実施形態では、図８（Ａ）に示すように、上述のエッジ部分４４において面取りが施されている。このように面取りをエッジ部分４４に施すことにより、ワイヤ２３が端子電極２７に接触しても、接触面積の拡大や接触箇所の複数化により、端子電極２７からワイヤ２３に及ぼされる荷重が分散される。したがって、前述した絶縁被覆層２６の損傷や中心導体２５の断線を生じにくくすることができる。その結果、ワイヤ２３におけるエッジ部分４４に接触する部分では、中心導体２５が絶縁被覆層２６で適正に覆われている状態とすることができる。

上述したように面取りが施されたエッジ部分４４を備える端子電極２７は、好ましくは、プレス加工に含まれる複数の工程の中に、コイニング工程を挿入することによって得られる。

図９を参照して、より具体的に説明すると、まず、（１）に示すように、端子電極２７の材料となる金属板４５が用意される。次に、（２）に示すように、コイニング金型４６が金属板４５に向かって圧入され、金属板４５の一方主面側に型模様が付与される。コイニング金型４６に凸状アール面４７が形成されていると、金属板４５側に対応の凹状アール面４８を有する型模様が付与される。次に、（３）に示すように、パンチ４９とダイ５０とを用いて、金属板４５に対してせん断に基づく板抜き加工が施され、コイニング金型４６による圧入領域より内側の位置で金属板４５が切断され、端子電極２７が得られる。

得られた端子電極２７のエッジ部分４４には、上述のコイニング金型４６による凸状アール面４７に対応する凹状アール面４８を形成した面取り部が残される。このように、凹状アール面４８を形成したエッジ部分４４によれば、２点においてワイヤ２３に接触することになる。すなわち、エッジ部分４４におけるワイヤ２３に接触する２点に挟まれた領域は、凹面をなしているためである。

図８（Ｂ）に示した端子電極２７のエッジ部分４４には、凹状アール面４８を形成した面取りが施されていたが、その変形例として、たとえば図１０に示すように、断面Ｖ字状凹面５１を形成した面取りが施されてもよい。この場合であっても、エッジ部分４４におけるワイヤ２３に接触する２点に挟まれた領域は、凹面をなしている。そして、エッジ部分４４は、２点においてワイヤ２３に接触することになり、ワイヤ２３に及ぼされる損傷を低減することができる。

面取りの他の変形例として、たとえば図１１に示すように、２個の断面Ｖ字状凹面５１を形成した面取りが施されてもよい。この変形例によれば、図１０に示した変形例の場合よりも、ワイヤ２３に接触する箇所を増やすことができ、ワイヤ２３に及ぼされる損傷をより低減することができる。なお、ワイヤ２３に接触する箇所は、断面Ｖ字状凹面の数に応じて、さらに増やすこともできる。

面取りの形状については、さらに他の変形例が多数あり得る。たとえば、上述の断面Ｖ字状凹面のＶ字の屈曲部のみを曲面とした形状、面取りの底面が端子電極を構成する金属板の主面と平行でない形状、などに変更することができる。また、ワイヤと端子電極を構成する金属板との接触面積をより大きくするように、たとえば凸状アール面のような形状に変更されてもよい。

上述したような面取りの形状は、図９（２）に示したコイニング金型４６に相当する金型の形状を変更することにより、容易に変更することができる。ただし、面取りを施す方法は、上記のコイニング工程の挿入に限られず、同様の構造を得られるのであれば、方法に制限はない。

なお、ワイヤ２３が端子電極２７のエッジ部分４４に接触する箇所として、図２（Ｂ）において円で囲んだ箇所Ｃを例示したが、同様の接触状態を、ワイヤ２３および２４の引き回し経路に関連して、他の箇所にも見出すことができる。一方で、端子電極２７のうち、ワイヤ２３が接触しない部分には面取りを施す必要は無い。

図２（Ｂ）に示すように、フェライトコア３の外形寸法に関して、コモンモードチョークコイル１の小型化を図るため、巻芯部２の軸線方向に測定した外形寸法Ｌ１は３．４ｍｍ以下であり、巻芯部２の軸線方向に直交する方向に測定した外形寸法Ｌ２は２．７ｍｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、コモンモードチョークコイル１の小型化を図ることで、低ＥＭＣ部品に対してコモンモードチョークコイル１をより近くに配置でき、実質的なノイズ低減効果を向上することができる。また、フェライトコア３の体積が一定以下であることで、加熱冷却によるフェライトコア３の膨張収縮の絶対量を低減でき、低温から高温までの特性変動を低減できる。

また、図２（Ａ）に示すように、巻芯部２の軸線方向に測定した第１および第２の鍔部の各々の厚み寸法Ｔ１およびＴ２は０．７ｍｍ未満であることが好ましい。この構成によれば、コモンモードチョークコイル１の限られた外形寸法Ｌ１およびＬ２の範囲内で、巻芯部２の軸線方向の長さを長くすることができる。このことは、ワイヤ２３および２４の巻き態様についての自由度が上がることを意味する。そのため、ワイヤ２３および２４の巻き数を多くでき、その結果、インダクタンス値を高めることができ、あるいは、巻回されるワイヤ２３および２４をより太くすることができ、その結果、ワイヤ２３および２４の断線を生じにくくするとともに、ワイヤ２３および２４が有する直流抵抗を減じることができる。また、ワイヤ間隔（絶縁被膜厚）を広げることでワイヤ間容量を低減することができる。

また、コモンモードチョークコイル１が実装面上に実装された状態において、第１および第２の鍔部４および５の各々の、実装面に投影した面積、すなわち、図２（Ｂ）に現れた鍔部４および５の各々の面積は、１．７５ｍｍ^２未満であることが好ましい。この構成によれば、上述の場合と同様、コモンモードチョークコイル１の限られた外形寸法Ｌ１およびＬ２の範囲内で、巻芯部２の軸線方向の長さを長くすることができ、そのため、上述の場合と同様の効果が期待できる。

また、巻芯部２の断面積は１．０ｍｍ^２未満であることが好ましい。この構成によれば、ワイヤ２３および２４の巻き数を維持しながら、ワイヤ２３および２４の総長さを短くすることができるので、Ｓｄｄ１１特性の向上を図ることができる。

また、コモンモードチョークコイル１が実装面上に実装された状態において、巻芯部２と実装面との間の距離、すなわち、図２（Ａ）に示した距離Ｌ３は、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。この構成によれば、実装面側に存在し得るグラウンドパターンと、巻芯部２上に巻回されたワイヤ２３および２４と、の間の距離を長くすることができるので、グラウンドパターンとワイヤワイヤ２３および２４との間に形成される浮遊容量を減じることができ、そのため、モード変換特性をより良好なものとすることができる。

また、図２（Ａ）に示すように、フェライト板６の厚み寸法Ｔ３は０．７５ｍｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、コモンモードチョークコイル１の総高さ寸法を小さくすることができる。あるいは、コモンモードチョークコイル１の総高さ寸法を大きくすることなく、巻芯部２の高さ位置を実装面から離してより高くすることができる。その結果、実装面側に存在するグラウンドパターンとワイヤ２３および２４との間に形成される浮遊容量を減じることができ、そのため、モード変換特性をより良好なものとすることができる。

また、第１および第２の鍔部４および５とフェライト板６との間の隙間は１０μｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、フェライトコア３とフェライト板６とによって形成される磁路の磁気抵抗を低くすることができるので、インダクタンス値を高くすることができる。ここで、第１および第２の鍔部４および５とフェライト板６との間の隙間は、たとえば、一方の鍔部４または５の端面に平行な面が現れるように、コモンモードチョークコイル１を研磨した試料について、上記隙間の寸法をたとえば幅方向（図２（Ｂ）におけるＬ２が示す方向）に均等間隔で設定された５箇所で測定し、それら測定値を算術平均することにより求めることができる。

以上のように説明したコモンモードチョークコイル１は、１５０℃でのコモンモードインダクタンス値が１００ｋＨｚにおいて１６０μＨ以上であり、かつ２０℃でのリターンロスが１０ＭＨｚにおいて−２７．１ｄＢ以下であるといった構成を備えることを特徴としている。コモンモードインダクタンス値が１６０μＨ以上であると、BroadR-Reachなどの高速通信で求められるノイズ除去性能である、コモンモード除去比−４５ｄＢ以下を満足することができる。また、上記高速通信では、コモンモードチョークコイル１における通信信号の通過特性を向上させ、通信品質を確保している。特に、リターンロスが−２７ｄＢ以下であれば、問題なく通信が実現できる。よって、リターンロスが−２７．１ｄＢ以下であると、より高品質な高速通信を実現できる。したがって、コモンモードチョークコイル１によれば、より高温で高速通信を最低限使用可能としつつ、常温ではより高品質な高速通信を実現できる。

また、コモンモードチョークコイル１は、好ましくは、１３０℃でのリターンロスが１０ＭＨｚにおいて−２７ｄＢ以下である。この構成によれば、より広い温度範囲で問題なく通信を実現するためのコモンモードチョークコイル１を提供できる。

以上、この発明に係るコイル部品を、より具体的なコモンモードチョークコイルに関する実施形態に基づいて説明したが、この実施形態は、例示的なものであり、その他種々の変形例が可能である。

たとえば、コイル部品に備えるワイヤの本数およびワイヤの巻回方向、ならびに端子電極の個数等は、コイル部品の機能に応じて変更され得る。

また、上記実施形態では、端子電極とワイヤとの接続のため、レーザ溶接を用いたが、これに限られず、アーク溶接などを用いてもよい。

また、この発明に係るコイル部品は、コアを備えないものであってもよい。

１ コモンモードチョークコイル（コイル部品）
２ 巻芯部
３ フェライトコア
４，５ 鍔部
２３，２４ ワイヤ
２５ 中心導体
２６ 絶縁被覆層
２７〜３０ 端子電極
３７ 受け部
４２ レーザ光
４３ 溶接塊部

Claims (6)

1. 線状の中心導体と前記中心導体の周面を覆う絶縁被覆層とを有するワイヤと、
   前記ワイヤの端部において前記中心導体と電気的に接続される複数の端子電極と、
   を備え、
   前記端子電極は、前記ワイヤの端部に沿った受け部を有し、
   前記ワイヤの端部には、前記中心導体と前記端子電極が一体化した溶接塊部が形成され、
   前記受け部と前記溶接塊部とは溶接され合っている、
   コイル部品。
2. 前記ワイヤの端部では、前記中心導体が前記受け部および前記溶接塊部と溶接され合っている、請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記溶接塊部の中に前記絶縁被覆層に由来する物質が存在しない、請求項１または２に記載のコイル部品。
4. 前記ワイヤの端部は、その全周において、前記絶縁被覆層が除去されている、請求項３に記載のコイル部品。
5. 巻芯部ならびに前記巻芯部の端部に設けられた鍔部を有するコアをさらに備え、
   前記ワイヤは、前記巻芯部上に螺旋状に巻回され、
   前記端子電極は、前記鍔部に取り付けられている、
   請求項１ないし４のいずれかに記載のコイル部品。
6. 前記受け部は、前記鍔部から所定の間隔を置いて位置している、請求項５に記載のコイル部品。