线圈部件

文档序号:1923738 发布日期:2021-12-03 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 线圈部件 (Coil component ) 是由 辻林太朗 宫本昌史 于 2021-05-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种在线圈部件中,能够绕卷芯部的周面卷绕线材的区域不会受损,不易产生机械损伤的芯体。通过沿着实质上四棱柱状的卷芯部(23)的棱线(46~48)实施槽状的倒角,来设置凹部(45)。在凹部(45)内设置有坡度面(50),该坡度面相对于凸缘部(24)及(25)的内侧端面(26)及(27)的每一个成钝角地倾斜,并且向远离内侧端面(26)及(27)的每一个的方向延伸。坡度面(50)有助于提高芯体(22)的机械强度。坡度面(50)的内侧端面(26)及(27)侧的端部优选在从周面(41)侧朝向卷芯部(23)的中心轴线侧的方向上,位于与周面(41)相同的位置或者比周面(41)靠中心轴线侧的位置。(The invention provides a core body in a coil component, wherein a region where a wire can be wound around the circumferential surface of a winding core part is not damaged and mechanical damage is not easy to generate. The recess (45) is provided by performing a groove-like chamfering along the edge lines (46-48) of the winding core (23) having a substantially quadrangular prism shape. A slope surface (50) is provided in the recess (45), the slope surface being inclined at an obtuse angle with respect to each of the inner end surfaces (26) and (27) of the flange sections (24) and (25), and extending in a direction away from each of the inner end surfaces (26) and (27). The sloped surface (50) contributes to the mechanical strength of the core (22). The inner end surfaces (26) and (27) of the sloped surface (50) are preferably located at the same position as the peripheral surface (41) or at a position closer to the central axis than the peripheral surface (41) in the direction from the peripheral surface (41) toward the central axis of the winding core (23).)

线圈部件

技术领域

本发明涉及线圈部件,特别是涉及具备芯体的绕线型的线圈部件,该芯体具有供线材卷绕的卷芯部和分别设置于卷芯部的各端部的凸缘部。

背景技术

绕线型的线圈部件通常具备芯体,该芯体具有卷芯部和分别设置于卷芯部的各端部的凸缘部。另外,在这样的线圈部件中,如图17所示,芯体配置为其卷芯部的轴线方向相对于安装面平行地延伸。

在图17中,以与安装基板1的安装面7垂直的截面表示安装在安装基板1上的线圈部件的芯体2。芯体2例如由氧化铝或铁氧体等构成,并具有卷芯部3和分别设置于卷芯部3的各端部的凸缘部4及5。线圈部件通过焊接安装于安装基板1。此时,芯体2配置为卷芯部3的轴线6的方向相对于安装基板1的安装面7平行地延伸。

在上述状态下,由于例如由温度变化引起的热膨胀及热收缩等原因,在对安装基板1施加某些力时,安装基板1往往会变形。在芯体2的机械强度不足的情况下,安装基板1变形的结果,如图17示意性地所示,可能会产生裂纹8那样的机械损伤。可知如图示那样,裂纹8通常以卷芯部3与凸缘部4或5(在图17中为凸缘部5)的边界为起点产生。

另一方面,例如在日本特开2018-198234号公报(专利文献1)中,记载了在其图1~图3中,在卷芯部与各凸缘部的边界设置有坡度面的芯体。更详细而言,坡度面在卷芯部的周面与各凸缘部的朝向卷芯部侧的内侧端面交叉的部分遍及整周地设置,且相对于凸缘部的内侧端面成钝角地延伸。根据这样的坡度面,能够缓和在卷芯部与凸缘部的边界产生的应力,因此,能够期待不易产生图17所示的裂纹8的效果。

专利文献1:日本特开2018-198234号公报

在图18中,放大示出了设置有上述的坡度面9的芯体10的一部分。坡度面9在卷芯部11的周面12与凸缘部13的朝向卷芯部11侧的内侧端面14交叉的部分遍及整周地设置。坡度面9相对于凸缘部13的内侧端面14成钝角地延伸。

如果仅着眼于防止图17所示的裂纹8的产生的观点,则可知优选坡度面9遍及从凸缘部13的内侧端面14到卷芯部11的周面12的更长的范围地延伸。然而,如图18所示,绕卷芯部11的周面12卷绕的线材15容易从坡度面9滑落,因此不容易在坡度面9上卷绕线材15。因此,会在所卷绕的线材15的离凸缘部13最近的匝与凸缘部13的内侧端面14之间产生相对较宽的间隙16。

由此,坡度面9越遍及更长的范围地延伸,间隙16变得越宽,其结果,能够供线材15没有问题地绕卷芯部11的周面12卷绕的区域会进一步受损。这导致难以兼得线圈部件的小型化和电感值的充分确保。

发明内容

因此,本发明的目的在于提供一种线圈部件,即使在卷芯部的周面与凸缘部的内侧端面交叉的部分仅在较短的范围内设置有坡度面,或者即使不设置坡度面,也能够使裂纹那样的机械损伤不易产生。

本发明涉及线圈部件,该线圈部件具备:芯体,具有卷芯部和凸缘部,该卷芯部具有周面且沿轴线方向延伸,该凸缘部分别设置于卷芯部的轴线方向上的相互反向的端部,该芯体配置为卷芯部的轴线方向相对于安装面平行地延伸;端子电极,设置于凸缘部各自的至少安装面侧;以及线材,绕卷芯部的周面而卷绕,并且与端子电极连接。

上述凸缘部各自具有朝向卷芯部侧且供卷芯部的各端部安置的内侧端面和朝向内侧端面的相反侧的外侧的外侧端面。

为了解决上述的技术课题,本发明的特征是具备以下的结构。即,在卷芯部的周面与凸缘部各自的内侧端面交叉的部分的卷芯部侧,在周向上的一部分设置有凹部。而且,在凹部内设置有坡度面,坡度面相对于内侧端面成钝角地倾斜,并且向远离内侧端面的方向延伸。

根据本发明,坡度面有助于提高芯体的机械强度。因此,在线圈部件的安装状态下,即使在安装基板产生变形,也能够使芯体不易产生裂纹那样的机械损伤。

另外,由于坡度面设置于凹部内,因此能够将坡度面的全部或大部分收纳于凹部所规定的空间内。另外,凹部处于卷芯部的周面与凸缘部各自的内侧端面交叉的部分的卷芯部侧,但仅设置于周向的一部分。因此,能够实质上避免在将线材绕卷芯部的周面卷绕时,坡度面成为障碍。

因此,在卷芯部的周面,能够充分确保能够供线材卷绕的区域,因此,能够实现线圈部件的小型化,并且充分确保电感值。

另外,由于能够将坡度面的全部或大部分收纳于凹部所规定的空间内,因此即使坡度面长,也能够避免或几乎避免坡度面影响供线材卷绕的区域。因此,通过使坡度面更长,能够实现芯体的机械强度的进一步提高。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的线圈部件21的外观的立体图,线圈部件21以使朝向安装面侧的面朝向上方的方式进行图示。

图2是表示图1所示的线圈部件21所具备的芯体22的外观的立体图,芯体22维持图1中的姿势。

图3是图2所示的芯体22的以图1中的姿势观察时的俯视图。

图4是图2所示的芯体22的以图1中的姿势观察时的主视图。

图5是沿着图3的线V-V的剖视图。

图6是沿着图3的线VI-VI的剖视图。

图7是图3的部分VII的放大图。

图8是图4的部分VIII的放大图。

图9是图2的部分IX的放大图。

图10是与图18对应的图,是表示芯体22和卷绕于卷芯部23的线材42的图。

图11是表示本发明的第二实施方式的线圈部件所具备的芯体22a的外观的与图1对应的图。

图12是表示图11所示的芯体22a的一部分的与图8对应的放大图。

图13是表示本发明的第三实施方式的线圈部件所具备的芯体22b的外观的与图1对应的图。

图14是表示图13所示的芯体22b的一部分的与图8对应的放大图。

图15是表示本发明的第四实施方式的线圈部件所具备的芯体22c的外观的与图1对应的图。

图16是表示图15所示的芯体22c的一部分的与图8对应的放大图。

图17是示意性地表示产生了裂纹8的芯体2及安装基板1的剖视图。

图18是与图10对应的图,是表示专利文献1所记载的线圈部件所具备的芯体10和卷绕于卷芯部11的线材15的图。

附图标记说明

21…线圈部件;22、22a、22b、22c…芯体;23…卷芯部;24、25…凸缘部;26、27…内侧端面;28、29…外侧端面;38、39…端子电极;40…轴线;41…周面;42…线材;45…凹部;46~49…棱线;50…坡度面;50a…第一坡度面;50b…第二坡度面;51…坡度面50的周面41侧的端部;52…第一坡度面50a与第二坡度面50b的边界。

具体实施方式

[第一实施方式]

参照图1~图10,对本发明的第一实施方式的线圈部件21进行说明。

如图1所示,线圈部件21为绕线型,具备大体上鼓状的芯体22。芯体22单独在图2~图6示出。芯体22例如由氧化铝或铁氧体那样的非导电性材料构成,且具有卷芯部23、和分别设置于卷芯部23的相互反向的端部的第一凸缘部24及第二凸缘部25。

第一凸缘部24具有朝向卷芯部23侧且供卷芯部23的端部安置的内侧端面26、和朝向内侧端面26的相反侧的外侧的外侧端面28,还具有在安装时朝向安装基板(未图示)侧的底面30、底面30的相反侧的顶面32、第一侧面34、以及与第一侧面34相反侧的第二侧面36。

第二凸缘部25具有朝向卷芯部23侧且供卷芯部23的端部位于的内侧端面27和朝向内侧端面27的相反侧的外侧的外侧端面29,还具有在安装时朝向安装基板(未图示)侧的底面31、底面31的相反侧的顶面33、第一侧面35、以及与第一侧面35相反侧的第二侧面37。

在第一凸缘部24的安装面侧设置有第一端子电极38,在第二凸缘部25的安装面侧设置有第二端子电极39。更详细而言,第一端子电极38设置为覆盖第一凸缘部24的底面30,并且延伸到内侧端面26、外侧端面28、第一侧面34以及第二侧面36的各一部分。第二端子电极39设置为覆盖第二凸缘部25的底面31,并且延伸到内侧端面27、外侧端面29、第一侧面35以及第二侧面37的各一部分。

端子电极38及39例如通过烧结以Ag为导电成分的导电性糊剂而形成,在其上根据需要,例如依次实施镀Ni及镀Sn。烧结层也可以使用以Cu代替Ag作为导电成分的导电性糊剂而形成。另外,在其上形成的镀膜也可以按照镀Cu/Ni/Sn或镀Ni/Cu/Sn的顺序形成。另外,也存在在最外层形成Pd/Au镀膜的情况。

端子电极38及39例如由金属板构成,因此也可以置换为粘接于凸缘部24及25的端子构件。

线圈部件21通过将端子电极38及39焊接于安装基板而进行安装。此时,芯体22配置为卷芯部23的轴线40(参照图3及图4)的方向相对于安装面平行地延伸。具有安装面的安装基板虽然未图示,但安装面与共同包含第一凸缘部24及第二凸缘部25各自的底面30及31的面平行地延伸。

线圈部件21还具备绕卷芯部23的周面41卷绕的线材42。线材42构成电感器,因此其第一端部43及第二端部44分别与第一端子电极38及第二端子电极39连接。该连接例如应用热压接合。在图1中,省略了位于卷芯部23的周面41的周围的线材42的长度方向上的中间部的图示。

以下,对本实施方式的特征结构进行说明。

在卷芯部23的周面41与第一凸缘部24及第二凸缘部25各自的内侧端面26及27交叉的部分的卷芯部23侧,在周向C(参照图6)的一部分设置有凹部45。在本实施方式中,卷芯部23是实质上具有相互平行地延伸的多个棱线的多棱柱状,更具体而言,是实质上具有相互平行地延伸的四个棱线46~49的四棱柱状,凹部45由设置于棱线46~49的每一个的倒角而形成。倒角设置于所有的四个棱线46~49。倒角形成沿着棱线46~49的每一个延伸的槽,这些槽如图6及图9所示,由大体上截面呈L字状的凹面规定。另外,形成凹部45的倒角沿着棱线46~49各自的全长地设置。

在上述凹部45内设置有坡度面50。坡度面50相对于第一凸缘部24及第二凸缘部25的内侧端面26及27的每一个成钝角θ(参照图8)地倾斜,并且向远离内侧端面26及27的每一个的方向延伸。坡度面50在本实施方式中,大致整个区域由平面构成。坡度面50也可以包含凹状的圆弧面。

坡度面50有助于提高芯体22的机械强度,因此能够缓和在卷芯部23与各个凸缘部24及25的边界产生的应力,因此,能够不易产生图17所示的裂纹8那样的机械损伤。在从与卷芯部23的轴线40的方向正交的方向且与安装面平行的方向观察时,即在从图8所示的方向观察时,坡度面50相对于内侧端面26及27的每一个成钝角θ地倾斜,并且向远离内侧端面26及27的每一个的方向延伸。如果坡度面50满足该条件,则设置有坡度面50的凹部45至少配置于卷芯部23的周面41的与安装面相对的一侧即可。

然而,优选设置有坡度面50的凹部45如图示的实施方式那样,设置于卷芯部23的周面41的与安装面相对的一侧、和同与安装面相对的一侧相反的一侧双方。由此,在制造线圈部件21时,不需要区分相对于芯体22的应形成端子电极38及39的位置的方向性,即不需要进行凸缘部24及25的底面30及31与顶面32及33之间的区分,因此,能够减轻工序管理的负担,能够有效地进行制造工序。

在本实施方式中,如图8及图9所示,坡度面50的各内侧端面26及27的一侧的端部51在从卷芯部23的周面41侧朝向卷芯部23的中心轴线侧的方向上,更具体而言,在与安装面正交的方向上,位于与周面41相同的位置。由此,能够使坡度面50不从周面41突出。同样,坡度面50的各内侧端面26及27的一侧的端部51在从卷芯部23的周面41侧朝向卷芯部23的中心轴线侧的方向上,即在与安装面正交的方向上,位于比周面41靠中心轴线侧的位置,也能够实现。

如上述那样,如果使坡度面50不从周面41突出,则坡度面50不会妨碍线材42的卷绕。另外,用于获得芯体22的加工容易。

此外,只要坡度面50不妨碍线材42的卷绕,则坡度面50的各内侧端面26及27的一侧的端部51也可以在从卷芯部23的周面41侧朝向卷芯部23的中心轴线侧的方向上,即在与安装面正交的方向上,位于比周面41靠与中心轴线侧相反的一侧的位置。

另外,在本实施方式中,关于第一凸缘部24侧,如图10示意性地所示,卷芯部23的周面41与凸缘部24及25的内侧端面26及27的每一个直接交叉。即,在卷芯部23的周面41与凸缘部24及25的内侧端面26及27的每一个的边界部分不存在坡度面。因此,就极端而言,线材42能够卷绕到与凸缘部24及25的内侧端面26及27接触的位置。因此,能够将绕有限尺寸的卷芯部23可卷绕的线材42的匝数增加至最大限度,能够有助于兼得线圈部件21的小型化和充分确保电感值。此外,在图1中,线材42卷绕到与凸缘部24及25的内侧端面26及27接触的位置的状态没有明确图示。

在图10中,另外用虚线表示图18所示的卷芯部11的周面12及坡度面9。如果比较在图10中由实线表示的周面41与由虚线表示的周面12可知,根据本实施方式的线圈部件21,不需要如图18所示的芯体10那样设置坡度面9,因此能够抑制芯体22的体积的减少。这也有助于电感值的充分确保。

在本实施方式中,坡度面50位于大体上四棱柱状的卷芯部23的棱线46~49的部分。根据模拟的结果可知,在安装基板变形时在芯体22产生的应力集中于卷芯部23与各凸缘部24及25的边界的角部。因此,可以说用于有助于提高芯体22的机械强度的坡度面50只要仅设置于卷芯部23与各凸缘部24及25的边界的角部,即设置于大体上四棱柱状的卷芯部23的棱线46~49的部分即可。

[第二实施方式]

参照图11及图12,对本发明的第二实施方式的线圈部件所具备的芯体22a进行说明。图11及图12分别是与图2及图8对应的图。在图11及图12中,对与图2或图8所示的要素相当的要素标注相同的参照附图标记并省略重复的说明。

在芯体22a中,在凹部45内设置有多个坡度面。即,坡度面50至少具备第一坡度面50a及第二坡度面50b。这些第一坡度面50a及第二坡度面50b依次在远离第一凸缘部24及第二凸缘部25的内侧端面26及27的每一个的方向上相连。

第一坡度面50a与第二坡度面50b的相对于各内侧端面26及27的角度、曲率以及轴线方向上的长度之中的至少一个相互不同。在本实施方式中,第一坡度面50a与第二坡度面50b的曲率相互不同,更具体而言,第一坡度面50a包含凹状的圆弧面,第二坡度面50b由大致平面构成。

第一坡度面50a与第二坡度面50b的边界52优选在从卷芯部23的周面41侧朝向卷芯部23的中心轴线侧的方向上,更具体而言,在与安装面正交的方向上,位于与周面41相同的位置或者比周面41靠中心轴线侧的位置。由此,能够实质上避免在将线材绕卷芯部23的周面41卷绕时,第二坡度面50b成为障碍。在图示的形态中,边界52位于与周面41相同的位置。

如图11所示,第一坡度面50a从凹部45内进一步在卷芯部23的周面41与凸缘部24及25各自的内侧端面26及27交叉的部分遍及整周地延伸。这有助于进一步提高芯体22a的机械强度。本实施方式具有明确地表示不应将在卷芯部的周面与凸缘部的内侧端面交叉的部分的整周或周向上的一部分设置有坡度面的结构从本发明的范围排除的意义。

另外,作为相对于本实施方式的比较例,在与未设置第二坡度面50b而仅设置有第一坡度面50a的情况进行比较时,根据本实施方式,由于除第一坡度面50a之外,还设置有第二坡度面50b,因此即使进一步缩短第一坡度面50a向远离各内侧端面26及27的方向延伸的范围,也能够维持芯体22a的机械强度。因此,在存在第二坡度面50b的情况下,也能够使线材的卷绕区域受损为最小限度。

此外,遍及卷芯部23的整周地延伸的第一坡度面50a与图18所示的坡度面9的情况同样,存在影响能够绕卷芯部23的周面41供线材卷绕的区域的担心。因此,在需要消除这样的担心的情况下,优选选择第一坡度面50a的形状及尺寸,以使线材的外周面能够与凸缘部24及25各自的内侧端面26及27和卷芯部23的周面41双方同时接触。例如,如图12所示,在第一坡度面50a包含圆弧面的情况下,优选该圆弧面具有与线材的截面的半径相同或更短的曲率半径。

[第三实施方式]

参照图13及图14,对本发明的第三实施方式的线圈部件所具备的芯体22b进行说明。图13是与图2及图11对应的图。图14是与图8及图12对应的图。在图13中,对与图2或图11所示的要素相当的要素标注相同的参照附图标记,另外,在图14中,对与图8或图12所示的要素相当的要素标注相同的参照附图标记并省略重复的说明。

芯体22b具备与图11及图12所示的芯体22a共同的几个特征。即,在芯体22b中,在凹部45内也设置有第一坡度面50a及第二坡度面50b。第一坡度面50a包含凹状的圆弧面,第二坡度面50b由大致平面构成。第一坡度面50a与第二坡度面50b的边界52在从卷芯部23的周面41侧朝向卷芯部23的中心轴线侧的方向,即在与安装面正交的方向上,位于与周面41相同的位置或比周面41靠中心轴线侧的位置。

在本实施方式中,如图13所示,第一坡度面50a停留在设置有凹部45的位置,而不是遍及卷芯部23的整周地延伸。

另一方面,在本实施方式中,具有如下特征:凹部45的深度尺寸D比图12所示的凹部45的对应的尺寸大,第二坡度面50b的在卷芯部23的轴线方向上测定的尺寸比图12所示的第二坡度面50b的对应的尺寸大。另外,关于第一坡度面50a,在卷芯部23的轴线方向上测定的尺寸比图12所示的小。这些特征不会成为线材卷绕的障碍,而是有助于进一步提高芯体22a的机械强度。

在上述的第二及第三实施方式中,作为坡度面50,设置有第一坡度面50a及第二坡度面50b那样的两个坡度面,但也可以设置有三个以上的坡度面。另外,对于多个坡度面的每一个,相对于内侧端面的角度、曲率以及轴线方向上的长度可以任意变更。

[第四实施方式]

参照图15及图16,对本发明的第四实施方式的线圈部件所具备的芯体22c进行说明。图15是与图2对应的图,图16是与图8对应的图。在图15及图16中,对与图2或图8所示的要素相当的要素标注相同的参照附图标记并省略重复的说明。

在本实施方式中,形成凹部45的倒角不遍及棱线46~49各自的全长地设置。凹部45仅设置于各棱线46~49的第一凸缘部24及第二凸缘部25的附近。该结构基于凹部45只要是能够供坡度面50配置的大小即可的思想。根据该结构,能够抑制由凹部45的形成引起的芯体22c的体积的减小,有助于获得更高的电感值。

[其他实施方式]

以上,与图示的实施方式相关联地说明了本发明所涉及的线圈部件,但能够在本发明的范围内进行其他各种变形。

例如,在图示的实施方式中,卷芯部23是实质上具有相互平行地延伸的四个棱线的四棱柱状,但也可以是四棱柱状以外的多棱柱状,还可以是大体上圆柱状、椭圆柱状等。

另外,在图示的实施方式中,设置有坡度面50的凹部45通过对大体上四棱柱状那样的多棱柱状的卷芯部23的棱线46~49进行倒角而形成。该结构对于具备大体上多棱柱状的卷芯部的芯体而言,被认为是提高其机械强度的最有效的结构,但并不限定于该结构。

例如,可以是仅在多个棱线46~49中的一个具有凹部及坡度面的结构,也可以是在多个棱线46~49中的三个具有凹部及坡度面的结构,还可以是仅在多个棱线46~49的对角线方向上对置的两个棱线具有凹部及坡度面的结构。另外,也可以包含在没有设置坡度面的棱线设置有不存在坡度面的凹部的结构。

设置有坡度面的凹部只要是在卷芯部的周面与凸缘部各自的内侧端面交叉的部分的卷芯部侧,则可以位于任意位置。因此,设置有坡度面的凹部可以位于大体上多棱柱状的卷芯部的棱线以外的位置,例如相邻的两条棱线之间的位置。

另外,如上所述,认为在卷芯部为大体上圆柱状或椭圆柱状的情况下,设置有坡度面的凹部基本上只要是在卷芯部的周面与凸缘部各自的内侧端面交叉的部分的周面侧,则可以位于任意位置,但特别优选设置于卷芯部的朝向安装面侧的位置。

另外,虽然未图示,但在线圈部件21中,也可以设置有顶板,以便将第一凸缘部24及第二凸缘部25各自的顶面32及33之间连结。若芯体22及顶板都由磁性体构成,则顶板与芯体22协同动作,形成闭磁路。此外,也可以代替顶板,而施加涂敷材料,以便将第一凸缘部24及第二凸缘部25各自的顶面32及33之间连结,并且覆盖卷芯部23及线材42的顶面32及33侧的部分。作为涂敷材料,优选使用包含磁性粉的树脂。

另外,图示的实施方式是针对具备一根线材的线圈部件的实施方式,但本发明也能够应用于具备两根以上的线材的作为例如共模扼流线圈、变压器等发挥功能的线圈部件。

另外,上述的各实施方式只是例示,在不同的实施方式之间,能够进行结构的部分置换或组合。

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