JP7238446B2 - コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイル装置に関する。

特許文献１には、空芯コイルの内側に第２の磁性体を配置し、これを第１の磁性体の内部に埋め込んだコイル装置が開示されている。特許文献１のコイル装置では、第２の磁性体として、第１の磁性体よりも透磁率の大きな磁性体を用いることにより、コイル装置の実効的な透磁率を高めている。

しかしながら、特許文献１のコイル装置では、たとえば第２の磁性体が位置ずれし、第２の磁性体とコイルとの接触によりショート不良が生じ、インダクタンス値などの磁気特性が劣化するおそれがある。

特開２００３－１６８６１０号公報

本発明は、このような実情に鑑みてなされ、その目的は、磁気特性に優れたコイル装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
コイル状に巻回してあるワイヤからなるコイル部と、
前記コイル部を内部に有する素子本体とを有するコイル装置であって、
前記素子本体は、
前記コイル部の内側に位置するように構成してある巻芯部を有する第１コア部材と、
前記巻芯部の内部に収容される第２コア部材と、
前記巻芯部の内部に前記第２コア部材が収容してある第１コア部材を、前記コイル部とともに覆う第３コア部材とを有することを特徴とする。

本発明に係るコイル装置では、たとえば第２コア部材を金属磁性体のような透磁率の高い材料で構成することにより、素子本体の実効的な透磁率を高めることができる。また、第２コア部材を透磁率の高い金属磁性体などで構成できることから、第１コア部材と第３コア部材とを錆びにくい磁性材料で構成することができる。

また、本発明に係るコイル装置では、第２コア部材が第１コア部材の巻芯部の内部に収容してあるため、第２コア部材がコイル部から隔てられるとともに、第１コア部材に第２コア部材が固定されて位置決めされる。そのため、たとえば金属磁性体で構成された第２コア部材とコイル部との間で接触が生じにくくなり、ショート不良の発生を防止することができる。また、第２コア部材が位置ずれしにくくなり、第２コア部材が素子本体の外部に露出するおそれが少なく、たとえば金属磁性体で構成された第２コア部材の表面が錆びることを防止することができる。

このように、本発明では、ショート不良や錆の発生を防止しつつ、素子本体の実効的な透磁率を高めることが可能であり、インダクタンス値などの磁気特性に優れたコイル装置を提供することができる。

また、本発明に係るコイル装置では、第１コア部材、第２コア部材および第３コア部材の３つのコア部材により素子本体が構成される。そのため、各コア部材を構成する材料を適宜選択することにより、コイル装置の磁気特性の制御が容易になるとともに、種々の磁気特性を有するコイル装置を構成することができる。

好ましくは、前記巻芯部は、前記第２コア部材を内部に収容するための凹部を有する。このような構成とすることにより、第２コア部材を凹部の内部に収容し、第１コア部材に第２コア部材を固定することが容易となる。そのため、第２コア部材の位置ずれを防止し、コイル装置の磁気特性を効果的に高めることができる。

前記第２コア部材は、その一部が前記凹部の外部にはみ出すように、あるいは凹部の中に段差が形成されるように、前記凹部の内部に収容してもよい。このような構成とすることにより、第１コア部材と、第２コア部材と、第３コア部材との間の接触面積が増加し、各コア部材の接合性が良くなる。したがって、第１コア部材と、第２コア部材と、第３コア部材とを強固に結合することが可能となり、第２コア部材が第３コア部材から剥離することを防止し、コイル装置の磁気特性を効果的に高めることができる。

好ましくは、前記巻芯部の外周面は、前記素子本体の底面から離れる方向に向けて径が小さくなるテーパ面である。このような構成とすることにより、たとえば巻芯部の形状を円筒形状とした場合に比べて、巻芯部の外周面の表面積が大きくなり、巻芯部（第１コア部材）と第３コア部材との間の接触面積が増加する。そのため、第１コア部材と第３コア部材とを強固に結合することが可能となり、第３コア部材が第１コア部材から剥離することを防止し、コイル装置の磁気特性を効果的に高めることができる。

また、空芯コイルからなるコイル部を第１コア部材の巻芯部に取り付ける際には、巻芯部の先端部から基端部に向かってコイル部をはめ込みやすくなる。したがって、コイル装置の製造時において、コイル部の取付を容易に行うことができる。

好ましくは、前記第１コア部材は、前記巻芯部が表面に形成してある支持部を有し、前記コイル部は、前記支持部に設置される。このような構成とすることにより、第１コア部材にコイル部が固定されて位置決めされ、コイル部が位置ずれしにくくなる。また、巻芯部の内部に第２コア部材が収容してある第１コア部材を、第３コア部材で覆うときに、コイル部の変形を防止することが可能となる。このように、上記構成とすることにより、コイル部の位置ずれや変形等を防止して、コイル装置の磁気特性を高めることができる。

前記第１コア部材、前記第２コア部材および前記第３コア部材の少なくとも１つが磁性体を含んでもよい。このような構成とすることにより、磁性体の種類に応じて、素子本体のインダクタンス値などの磁気特性を制御することができる。

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置の製造方法は、
巻芯部を有する第１コア部材を配置する工程と、
前記巻芯部の内部に第２コア部材を収容する工程と、
コイル状に巻回してあるワイヤからなるコイル部を前記巻芯部に取り付ける工程と
前記巻芯部の内部に前記第２コア部材が収容してある第１コア部材を、前記コイル部とともに第３コア部材で覆う工程とを有する。

本発明に係る製造方法では、巻芯部を有する第１コア部材と、巻芯部の内部に収容される第２コア部材と、第１コア部材をコイル部とともに覆う第３コア部材とを有する本発明のコイル装置を容易に形成することができる。したがって、本発明では、ショート不良や錆の発生を防止しつつ、素子本体の実効的な透磁率を高め、インダクタンス値などの磁気特性に優れたコイル装置を提供することができる。

図１Ａは本発明の第１実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図１Ｂは図１Ａに示すＩＢ－ＩＢ線に沿う同コイル装置の断面図である。 図１Ｃは本発明の第２実施形態に係るコイル装置を示す断面図である。 図１Ｄは本発明の第３実施形態に係るコイル装置を示す断面図である。 図１Ｅは図１Ｂに示すコイル装置の変形例を示す断面図である。 図１Ｆは図１Ｅに示すコイル装置の変形例を示す斜視図である。 図１Ｇは図１Ｃに示すコイル装置の変形例を示す断面図である。 図１Ｈは図１Ａに示すコイル装置を実装面側からみたときの斜視図である。 図２Ａ（ａ）および図２Ａ（ｂ）は同コイル装置を製造する過程を示す斜視図である。 図２Ｂ（ａ）および図２Ｂ（ｂ）は図２Ａの続きの工程を示す斜視図である。 図２Ｃは図２Ｂの続きの工程を示す断面図である。 図２Ｄ（ａ）および図２Ｄ（ｂ）は図２Ｃの続きの工程を示す斜視図である。 図３Ａは図１Ａに示すコイル装置の変形例を示す斜視図である。 図３Ｂは図３Ａに示すコイル装置の変形例を示す斜視図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

第１実施形態
図１Ａに示すように、本発明の第１実施形態に係るコイル装置（チップ部品）としてのインダクタ２は、略直方体形状（略六面体）からなる素子本体４を有する。なお、本発明に係るコイル装置としては、インダクタ２に限定されるものではなく、その他のコイル装置であってもよい。

素子本体４は、上面４ａと、上面４ａとはＺ軸方向に反対側にある底面（実装面となる主面）４ｂと、４つの側面４ｃ～４ｆとを有する。素子本体４の寸法は、特に限定されないが、たとえば素子本体４の縦（Ｘ軸）寸法は、好ましくは１．２～６．５ｍｍであり、横（Ｙ軸）寸法は、好ましくは０．６～６．５ｍｍであり、高さ（Ｚ軸）寸法は、好ましくは０．５～５．０ｍｍである。

素子本体４は、コイル状に巻回してある導体としてのワイヤ６を内部に有する。本実施形態では、ワイヤ６は、たとえば絶縁被覆で覆われた銅線からなる丸線で構成してある。絶縁被覆としては、エポキシ変性アクリル樹脂などが用いられる。ワイヤ６は、素子本体４の内部において、１巻以上（図示の例では、５×５巻）にコイル状に巻回してあり、コイル部６αを構成している。

本実施形態では、コイル部６αは、一般的なノーマルワイズにより巻回してある空芯コイルで構成されるが、ワイヤ６をα巻きにより巻回してある空芯コイル、あるいはエッジワイズにより巻回してある空芯コイルでもよい。ワイヤ６の一端には第１リード部６ａが形成してあり、他端には第２リード部６ｂが形成してある。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本実施形態における素子本体４は、第１コア部材４１と、第２コア部材４２と、第３コア部材４３とを有し、これら３つのコア部材４１，４２，４３を組み合わせることにより構成される。

図１Ａに示すように、第１コア部材４１は、支持部４１ａと、巻芯部４１ｂと、切り欠き部４１ｃと、段差部４１ｄとを有する。支持部４１ａは、Ｘ軸方向に沿って素子本体４の側面４ｅ側に突出する第１鍔部４１ａ１と、Ｘ軸方向に沿って素子本体４の側面４ｆ側に突出する第２鍔部４１ａ２と、Ｙ軸方向に沿って素子本体４の側面４ｃ側に突出する第３鍔部４１ａ３と、Ｙ軸方向に沿って素子本体４の側面４ｄ側に突出する第４鍔部４１ａ４とが形成してある。

図１Ｂに示すように、支持部４１ａは、本体部４１ａ５を有する。本体部４１ａ５は、支持部４１ａの略中心部に形成してあり、第１鍔部４１ａ１～第４鍔部４１ａ４に囲まれた部分である。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第１鍔部４１ａ１～第４鍔部４１ａ４および本体部４１ａ５には、コイル部６αの下端部と支持部４１ａのＺ軸上表面とが接触するように、コイル部６αを設置（固定）することが可能となっている。鍔部４１ａ１，４１ａ２は、鍔部４１ａ３，４１ａ４に比べて、厚みが薄くなるように形成してある。

巻芯部４１ｂは、支持部４１ａのＺ軸上表面に形成してあり、支持部４１ａ（より正確には、本体部４１ａ５）に一体形成してある。巻芯部４１ｂは、上方に向かって突出する形状（凸部）からなり、支持部４１ａ上に配置してあるコイル部６αの内側に挿入されている。すなわち、巻芯部４１ｂは、コイル部６αの内側に位置するように構成してある。本実施形態では、予めワイヤ６を巻回してあるコイル部６αを巻芯部４１ｂに固定しているが、ワイヤ６を巻芯部４１ｂに巻回することで、コイル部６αを巻芯部４１ｂに固定してもよい。

図１Ｂに示すように、本実施形態では、巻芯部４１ｂの外周面４１ｂ２は、素子本体４の底面から離れる方向（底面４ｂから上面４ａに向かう方向）に向けて径が小さくなるテーパ面である。そのため、コイル部６αを巻芯部４１ｂに設置したときに、巻芯部４１ｂの外周面と、コイル部６αの内周面との間には、断面において略三角形状からなる隙間Ｇが形成され、この隙間Ｇの内部に第３コア部材４３が充填される。

そのため、コイル部６αを巻芯部４１ｂに設置したときに、素子本体４のＺ軸方向略中央付近の層では、コイル部６αは、その内周側の第３コア部材４３と、その外周側の第３コア部材４３とにより挟まれることになる。

本実施形態では、巻芯部４１ｂは、第２コア部材４２を内部に収容するための凹部４１ｂ１を有し、凹部４１ｂ１（巻芯部４１ｂ）の内部に第２コア部材４２を収容することが可能となっている。凹部４１ｂ１は、その深さが第２コア部材４２の高さよりも小さくなるように形成してある。そのため、第２コア部材４２を凹部４１ｂ１の内部に収容すると、第２コア部材４２の一部が、凹部４１ｂ１の外部にはみ出す。すなわち、巻芯部４１ｂの上端と第２コア部材４２の上端とは、面一になってはおらず、段差部が形成してある。なお、凹部４１ｂ１の深さは、第２コア部材４２を凹部４１ｂ１の内部に収容したときに、第２コア部材４２が素子本体４の上面４ａから飛び出さない程度に設定してある。

巻芯部４１ｂの外周面と内周面との間の幅（筒状の巻芯部４１ｂの厚み）Ｗは、好ましくは０．１～１０ｍｍであり、より好ましくは０．１～６ｍｍである。厚みＷを上記所定範囲内に設定することにより、コイル部６αと、凹部４１ｂ１の内部に収容してある第２コア部材４２との間の絶縁距離を十分に確保することができる。また、凹部４１ｂ１のＸ軸方向幅（あるいは、Ｙ軸方向幅）を十分に確保し、凹部４１ｂ１の容積を十分に確保することが可能となり、十分なＸ軸方向幅（あるいは、Ｙ軸方向幅）を有する第２コア部材４２を凹部４１ｂ１の内部に収容することができる。

また、第２部材４２の上端から素子本体４の上面４ａまでの長さＬ１は、好ましくは０．０３～１０ｍｍであり、より好ましくは０．０６～６ｍｍである。また、第２部材４２の下端から、素子本体４の底面４ｂまでの長さＬ２は、好ましくは０．０３～１０ｍｍであり、より好ましくは０．０６～６ｍｍである。

長さＬ１，Ｌ２を上記所定範囲内に設定することにより、凹部４１ｂ１のＺ軸方向高さを十分に確保し、凹部４１ｂ１の容積を十分に確保することが可能となり、十分なＺ軸方向高さを有する第２コア部材４２を凹部４１ｂ１の内部に収容することができる。なお、図示の例では、長さＬ１を長さＬ２よりも大きくしてあるが、長さＬ２を長さＬ１よりも大きくしてもよい。このような構成とすることにより、第２部材４２が素子本体４の外部に露出することを有効に防止することができる。あるいは、長さＬ１と長さＬ２とを等しくしてもよい。

図１Ａに示すように、第１コア部材４１には、切り欠き部４１ｃが形成してある。切り欠き部４１ｃは、素子本体４の側面４ｃと側面４ｅの交差部付近に形成してある第１切り欠き部４１ｃ１と、素子本体４の側面４ｃと側面４ｆの交差部付近に形成してある第２切り欠き部４１ｃ２と、素子本体４の側面４ｄと側面４ｅの交差部付近に形成してある第３切り欠き部４１ｃ３と、素子本体４の側面４ｄと側面４ｆの交差部付近に形成してある第４切り欠き部（図示略）とを有する。図示の例では、全ての切り欠き部が、略正方形状に切り欠かれているが、他の形状に切り欠かれていてもよく、あるいは表裏面を貫通する貫通孔でもよい。

本実施形態では、第１切り欠き部４１ｃ１および第２切り欠き部４１ｃ２には、コイル部６αから引き出されたリード部６ａ，６ｂが通過する。すなわち、第１切り欠き部４１ｃ１および第２切り欠き部４１ｃ２は、主として、リード部６ａ，６ｂが通過するための通路として利用される。ただし、これらの第１切り欠き部４１ｃ１および第２切り欠き部４１ｃ２は、他の切り欠き部と共に、後述するように、第３コア部材４３を構成する成形材料が、第１コア部材４１の表面から裏面に流動する際の通路としても機能する。

段差部４１ｄは、コイル部６を支持する表面とは反対側に位置する支持部６の底面、すなわち第１コア部材４１の底面に形成してある。段差部４１ｄは、素子本体４の側面４ｅ側に形成してある第１段差部４１ｄ１と、素子本体４の側面４ｆ側に形成してある第２段差部４１ｄ２とを有する。第１段差部４１ｄ１は、第１鍔部４１ａ１の下方に形成してあり、第２段差部４１ｄ２は、第２鍔部４１ａ２の下方に形成してある。上述したように、鍔部４１ａ１，４１ａ２は、鍔部４１ａ３，４１ａ４に比べて、厚みが薄くなるように形成してあるため、鍔部４１ａ１，４１ａ２のＺ軸方向の下方には、段差部４１ｄ１，４１ｄ２が形成される。

段差部４１ｄ１，４１ｄ２は、鍔部４１ａ１，４１ａ２に、Ｙ軸方向に沿って形成してある。図示の例では、段差部４１ｄ１，４１ｄ２は、ワイヤ６ａ，６ｂの直径の３～５倍程度のＸ軸方向幅を有する。

図１Ｂに示すように、段差部４１ｄ１，４１ｄ２の段差の高さは、リード部６ａ，６ｂの外径よりも小さい。そのため、段差部４１ｄ１，４１ｄ２にコイル部６αのリード部６ａ，６ｂを配置すると、リード部６ａ，６ｂの外周の一部は、段差部４１ｄ１，４１ｄ２の内側に収容され、残りの外周の一部は段差部４１ｄ１，４１ｄ２の外側にはみ出し、本体部４１ａ５（支持部４１ａ）の底面よりも下方に位置する。なお、リード部６ａ，６ｂは、外周面の一部が鍔部４１ａ１，４１ａ２の下面に当接した状態で、段差部４１ｄ１，４１ｄ２に配置される。

図１Ａに示すように、コイル部６αから引き出されたリード部６ａ，６ｂは、各々略平行に、Ｙ軸方向に沿って延び、素子本体４の側面４ｃの近傍まで引き出される。また、リード部６ａ，６ｂは、素子本体４の側面４ｃの近傍において、Ｚ軸方向に屈曲して、素子本体４の底面４ｂの近傍まで引き出される。そして、リード部６ａ，６ｂは、素子本体４の底面４ｂの近傍において、切り欠き部４１ｃ１，４１ｃ２を通過した後、Ｙ軸方向に屈曲し、段差部４１ｄ１，４１ｄ２に沿って延び、段差部４１ｄ１，４１ｄ２の側面４ｄ側のＹ軸方向端部まで引き出される。

このように、コイル部６のリード部６ａ，６ｂは、切り欠き部４１ｃ１，４１ｃ２を通過すると、支持部４１ａの上でコイル部６αから引き出された方向とは反対方向（略１８０°だけ反転）に向かって、鍔部４１ａ１，４１ａ２の下面の段差部４１ｄ１，４１ｄ２内に引き出される。

図１Ａに示す第２コア部材４２は、略楕円柱形状からなるが、その形状は特に限定されるものではない。第２コア部材４２の形状は、たとえば、Ｚ軸方向からみたときに、円形や正方形、あるいは長方形等であってもよい。また、図１Ｂに示すように、第２コア部材４２は、その外周面が凹部４１ｂ１の内周面と当接するように、凹部４１ｂ１の内部に収容してあるが、第２コア部材４２の外周面と凹部４１ｂ１の内周面との間には、多少の隙間が形成してあってもよい。

第２コア部材４２は、その周囲を第１コア部材４１の巻芯部４１ｂで覆われるとともに、間接的に第３コア部材４３で覆われおり、第１コア部材４１と第３コア部材４３とで二重にシールドされている。

第３コア部材４３は、巻芯部４１ｂの内部に第２コア部材４２が収容してある第１コア部材４１を、コイル部６αとともに覆っている。そのため、コイル部６αは、その上方に配置された第３コア部材４３と、その下方に配置された第１コア部材４１とによって、挟まれることになる。

第３コア部材４３は、支持部４１ａの上方を覆うとともに、切り欠き部４１ｃおよび段差部４１ｄ１，４１ｄ２の内部に充填してある。なお、第３コア部材４３は、支持部４１ａの底面４ｂは覆っていない。

第３コア部材４３は、本体部４１ａ５（支持部４１ａ）の底面と略面一となるように、段差部４１ｄ１，４１ｄ２の内部に充填してある。そのため、本実施形態では、コイル部６αのリード部６ａ，６ｂの一部が、第３コア部材４３の底面４ｂから突出する。

したがって、本実施形態では、リード部６ａ，６ｂの外周面の一部が露出部として素子本体４の第３コア部材４３の底面から露出し、残りの一部が埋設部として素子本体４の第３コア部材４３の内部に埋設される。

素子本体４のＺ軸方向略中央付近の層では、Ｘ軸（あるいは、Ｙ軸）に沿って、最も内側に第２コア部材４２が配置してあり、その外側に第１コア部材４１の巻芯部４１ｂが配置してあり、その外側に第３コア部材４３が配置してある。そのため、素子本体４のＺ軸方向略中央付近の層では、Ｘ軸一方側からＸ軸他方側（あるいは、Ｙ軸一方側からＹ軸他方側）に向かって、第３コア部材４３、第１コア部材４１、第２コア部材４２、第１コア部材４１、第３コア部材４３が、この順番で配置される。

また、素子本体４の第１コア部材４１および第３コア部材４３は、磁性材料と合成樹脂等が含まれていることが好ましい。磁性材料としては、たとえばフェライト粒子または金属磁性体粒子を含む。フェライト粒子としては、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライトなどが例示される。金属磁性体粒子としては、特に限定されないが、たとえばＦｅ－Ｎｉ合金粉、Ｆｅ－Ｓｉ合金粉、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金粉、Ｆｅ－Ｃｏ合金粉、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金粉、アモルファス鉄などが例示される。

合成樹脂等としては、特に限定されないが、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、その他の合成樹脂、あるいはその他の非磁性材料などが例示される。なお、第３コア部材４３については、成形性を向上させる観点から、樹脂を多く含んでいることが好ましい。

本実施形態では、第１コア部材４１の比透磁率をμ１、第２コア部材４２の比透磁率をμ２、第３コア部材４３の比透磁率をμ３としたときに、各コア部材４１，４２，４３を構成する材料は、μ２＞μ１およびμ２＞μ３となるように選択することが好ましい。μ１とμ３とは同じでも異なっていてもよい。

第１コア部材４１の比透磁率μ１は特に限定されないが、たとえば１～２００００である。第２コア部材４２は、第１コア部材４１よりも比透磁率が高い材料で構成され、たとえば金属磁性体からなる柱状体、樹脂を含まない金属磁性体の焼結体、樹脂を含む金属磁性体などで構成される。なお、第２コア部材４２に含まれる金属磁性粉には絶縁被膜を施さなくてもよい。第１コア部材４１および第３コア部材４３については、これらを構成する金属磁性粉に絶縁被膜が施されていることが好ましい。

図１Ａおよび図１Ｈに示すように、素子本体４の底面４ｂのＸ軸方向一端側（側面４ｅ側）には、第１コア部材４１および第３コア部材４３に跨がるように、第１端子電極８ａが形成してある。また、底面４ｂのＸ軸方向他端側（側面４ｆ側）には、第１コア部材４１および第３コア部材４３に跨がるように、第２端子電極８ｂが形成してある。

本実施形態では、第１端子電極８ａは、素子本体４の側面４ｃ～４ｅに跨がることなく、底面４ｂにのみ形成してもよい。第１端子電極８ａは、Ｙ軸方向に細長い形状を有し、底面４ｂの側面４ｃ側のＹ軸方向一端から、側面４ｄ側のＹ軸方向他端までを覆っている。図１Ｂに示すように、第１端子電極８ａは、底面４ｂから露出した第１リード部６ａの外周面の一部（露出部）を覆っており、第１リード部６ａに電気的に接続されている。

同様に、第２端子電極８ｂは、素子本体４の側面４ｃ，４ｄ，４ｆに跨がることなく、底面４ｂにのみ形成してもよい。第２端子電極８ｂは、Ｙ軸方向に細長い形状を有し、底面４ｂの側面４ｃ側のＹ軸方向一端から、側面４ｄ側のＹ軸方向他端までを覆っている。第２端子電極８ｂは、底面４ｂから露出した第２リード部６ｂの外周面の一部（露出部）を覆っており、第２リード部６ｂに電気的に接続されている。

端子電極８ａ，８ｂは、たとえば下地電極膜とメッキ膜との積層電極膜で構成され、下地電極膜としては、Ｓｎ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕなどの金属またはこれらの合金を含む導電ペースト膜で構成してあり、その下地電極膜の上に、メッキ膜が形成してあっても良い。この場合、下地電極膜の形成後、乾燥処理あるいは熱処理を行い、その後メッキ膜の形成を行う。メッキ膜としては、たとえばＳｎ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｐｄなどの金属またはこれらの合金が例示される。なお、端子電極８ａ，８ｂをスパッタリングにより形成してもよい。端子電極８ａ，８ｂの厚みは、好ましくは３～１００μｍである。

次に、本実施形態のインダクタ２の製造方法について説明する。本実施形態の方法では、まず、上述した第１コア部材４１に対応する図２Ａ（ａ）に示す第１コア部材成形体４１０と、第２コア部材４２と、図２Ｂ（ａ）に示す空芯コイル状に巻回してある複数（本実施形態では１６個）のコイル部６αとを準備する。

図２Ａ（ａ）に示すように、第１コア部材成形体４１０は、上述した第１コア部材４１を複数（本実施形態では１６個）連結させたような構成を有する。第１コア部材成形体４１０は、圧粉成形や射出成形、あるいは削り出し加工などによって得ることができ、成形密度が高く、透磁率が高い材料で構成することができる。

第１コア部材成形体４１０は、支持部４１０ａと、複数（本実施形態では１６個）の巻芯部４１０ｂと、支持部４１０ａの外周に形成してある複数（本実施形態では１６個）の切り欠き部４１０ｃと、複数（本実施形態では２０個）の段差部４１０ｄとに加えて、支持部４１０ａの内部に形成してある複数（本実施形態では９個）の貫通孔４１０ｅを有する。各巻芯部４１０ｂには、第２コア部材４２を内部に収容するための凹部４１０ｂ１が形成してある。

支持部４１０ａは、上述した支持部４１ａを連結させたような構成を有する。切り欠き部４１０ｃおよび貫通孔４１ｅは、後述するように、第３コア部材４３０を構成する樹脂が流動するための通路として利用される。図２Ａ（ｂ）に示す段差部４１０ｄは、主としてコイル部６αのリード部６ａ，６ｂを配置するために利用される。

図２Ａ（ａ）に示す各巻芯部４１０ｂは、Ｘ軸方向に隣り合う巻芯部４１０ｂ間の間隔と、Ｙ軸方向に隣り合う巻芯部４１０ｂ間の間隔とが略同一となるように格子状に配置してある。また、各貫通孔４１０ｅは、Ｘ軸方向に隣り合う貫通孔４１０ｅ間の間隔と、Ｙ軸方向に隣り合う貫通孔４１０ｅ間の間隔とが略同一となるように格子状に配置してある。

次に、図２Ｂ（ａ）に示すように、第２コア部材４２を、巻芯部４１０ｂの凹部４１０ｂ１の内部に収容する（第２コア部材設置工程）。

次に、コイル部６αを、リード部６ａ，６ｂが底面に配置されるように第１コア部材成形体４１０に備える（コイル設置工程）。より詳細には、図２Ｂ（ａ）および図２Ｂ（ｂ）に示すように、コイル部６αを、巻芯部４１０ｂがコイル部６αの内部に位置するように、第１コア部材成形体４１０の支持部４１０ａに格子状に配置する。なお、巻芯部４１０ｂにワイヤ６を巻回することにより、コイル部６αを第１コア部材成形体４１０の支持部４１０ａに備えてもよい。

次に、コイル部６αのリード部６ａ，６ｂを、各々略平行となるように向きを揃え、Ｙ軸方向に沿って所定距離だけ引き出すとともに、Ｚ軸方向に屈曲させ、Ｚ軸方向に沿って所定距離だけ引き出す。さらに、リード部６ａ，６ｂを、Ｙ軸方向に屈曲させ、Ｙ軸方向に沿って所定距離だけ引き出し、段差部４１０ｄに配置する。この結果、リード部６ａ，６ｂの一部は、支持部４１０ａの底面よりも下方にはみ出す。

次に、図２Ｃに示すように、リード部６ａ，６ｂの外周面の一部が露出するように（図２Ｄ参照）、第１コア部材成形体４１０を第３コア部材４３０で覆い、第１コア部材成形体４１０、第２コア部材４２および第３コア部材成形体４３０からなる基板４００を形成する（基板形成工程）。第３コア部材４３０を成形するための方法としては、特に限定されないが、たとえば金型の内部に第１コア部材成形体４１０を配置して成形するインサート射出成形が用いられる。この成形によれば、切り欠き部４１０ｃあるいは貫通孔４１０ｅを通じて、第３コア部材４３０を構成する成形材料が成形体４１０の表面から裏面に流動し、段差部４１０ｄの内部にまで行き渡らせることができる。

第３コア部材４３０を構成する材料としては、成形時に流動性のある材料が用いられ、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂をバインダーとした複合磁性材料が用いられる。成形金型の材料は、特に限定されるものではなく、成形時の圧力に耐え得るものであれば、プラスチックや金属など適宜選択してよい。

次に、図２Ｄ（ａ）および図２Ｄ（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に延びる切断予定線１０Ａ、およびＹ軸方向に延びる切断予定線１０Ｂに沿って、基板４００を切断し、基板４００を１６個に個片化する（切断工程）。これにより、図１Ａに示すような内部に単一のコイル部６αが埋設してある素子本体４を得る。基板４００の切断方法としては、特に限定されず、ダイシングソーやワイヤソーなどの切断具、またはレーザなどを用いてもよい。なお、切断容易性の観点では、切断面が鋭利であるダイシングソーを用いることが好ましい。

次に、図１Ｈに示すように、ワイヤ６が埋設してある素子本体４の底面４ｂに、端子電極８ａ，８ｂをペースト法および／またはメッキ法により形成し、必要に応じて乾燥処理あるいは熱処理を施す（端子電極形成工程）。なお、スパッタリング、あるいは銀ペーストを用いて、スクリーン印刷により端子電極８ａ，８ｂの形成を行うことが好ましい。これらの方法では、端子電極８ａ，８ｂを薄く形成することができるからである。

端子電極形成工程では、素子本体４の側面４ｃから側面４ｄまでを覆い、素子本体４の底面４ｂ（第２コア部材４２の底面）から露出している各ワイヤ６のリード部６ａ，６ｂの外周面の一部に接続されるように、端子電極８ａ，８ｂを素子本体４の底面４ａに形成する。

なお、図１Ａに示す例では、端子電極８ａ，８ｂは、素子本体４の底面４ｂと側面４ｃの交差部から、素子本体４の底面４ｂと側面４ｄの交差部までを連続的に覆っているが、断続的に覆っていてもよい。また、端子電極形成工程あるいは切断工程を行う前に、予めリード部６ａ，６ｂの被膜を除去してもよい。被膜除去は、機械研磨やブラスト、あるいはレーザなどの熱によって行うことができる。

なお、上記製造方法では、複数のコイル部６αが内部に埋設してある基板４００（成形体）を得た後、切断工程、端子電極形成工程の順に各工程を行ったが、端子電極形成工程の後に、切断工程を行ってもよい。

すなわち、図２Ｄ（ａ）および図２Ｄ（ｂ）において、第３コア部材成型体４３０の底面から露出したリード部６ａ，６ｂの外周面の一部に接続させるように、端子電極パターンを基板４００（第１コア部材成形体４１０および第３コア部材成形体４３０）の底面にＹ軸方向に沿って形成した後（端子電極形成工程）、基板４００を切断し（切断工程）、素子本体４を形成してもよい。以上のような製造方法によれば、端子電極８ａ，８ｂが形成してある素子本体４を有するインダクタ２の生産効率を向上させることができる。

また、上記製造方法において、予め第１コア部材成形体４１０に切断工程を行っておき、切断した第１コア部材成形体４１０の各々について、第２コア部材設置工程、コイル設置工程、基板形成工程および端子電極形成工程を行ってもよい。

本実施形態に係るインダクタ２では、たとえば第２コア部材４２を金属磁性体のような透磁率の高い材料で構成することにより、素子本体４の実効的な透磁率を高めることができる。また、第２コア部材４２を透磁率の高い金属磁性体などで構成できることから、第１コア部材４１と第３コア部材４３とを錆びにくい磁性材料で構成することができる。

また、本実施形態に係るインダクタ２では、第２コア部材４２が第１コア部材４１の巻芯部４１ｂの内部に収容してあるため、第２コア部材４２がコイル部６αから隔てられるとともに、第１コア部材４１に第２コア部材４２が固定されて位置決めされる。そのため、たとえば金属磁性体で構成された第２コア部材４２とコイル部６αとの間で接触が生じにくくなり、ショート不良の発生を防止することができる。また、第２コア部材４２が位置ずれしにくくなり、第２コア部材４２が素子本体４の外部に露出するおそれが少なく、たとえば金属磁性体で構成された第２コア部材４２の表面が錆びることを防止することができる。

このように、本実施形態では、ショート不良や錆の発生を防止しつつ、素子本体４の実効的な透磁率を高めることが可能であり、インダクタンス値などの磁気特性に優れたインダクタ２を提供することができる。

また、本実施形態に係るインダクタ２では、第１コア部材４１、第２コア部材４２および第３コア部材４３の３つのコア部材４１，４２，４３により素子本体４が構成される。そのため、各コア部材４１，４２，４３を構成する材料を適宜選択することにより、インダクタ２の磁気特性の制御が容易になるとともに、種々の磁気特性を有するインダクタ２を構成することができる。

また、本実施形態では、巻芯部４１ｂは、第２コア部材４２を内部に収容するための凹部４１ｂ１を有する。このような構成としたため、第２コア部材４２を凹部４１ｂ１の内部に収容し、第１コア部材４１に第２コア部材４２を固定することが容易となる。そのため、第２コア部材４２の位置ずれを防止し、インダクタ２の磁気特性を効果的に高めることができる。

また、本実施形態では、第２コア部材４２は、その一部が凹部４１ｂ１の外部にはみ出すように、凹部４１ｂ１の内部に収容してある。このような構成としたため、第２コア部材４２が凹部４１ｂ１の外部にはみ出た分だけ、第１コア部材４１と、第２コア部材４２と、第３コア部材４３との間の接触面積が増加し、各コア部材４１，４２，４３の接合性が良くなる。したがって、第１コア部材４１と、第２コア部材４２と、第３コア部材４３とを強固に結合することが可能となり、第２コア部材４２が第３コア部材４３から剥離することを防止し、インダクタ２の磁気特性を効果的に高めることができる。

また、本実施形態では、巻芯部４１ｂの外周面は、素子本体４の底面から離れる方向に向けて径が小さくなるテーパ面である。このような構成としたため、たとえば巻芯部４１ｂの形状を円筒形状とした場合に比べて、巻芯部４１ｂの外周面の表面積が大きくなり、巻芯部４１ｂ（第１コア部材４１）と第３コア部材４３との間の接触面積が増加する。そのため、第１コア部材４１と第３コア部材４３とを強固に結合することが可能となり、第３コア部材４３が第１コア部材４１から剥離することを防止し、インダクタ２の磁気特性を効果的に高めることができる。

また、空芯コイルからなるコイル部６αを第１コア部材４１の巻芯部４１ｂに取り付ける際には、巻芯部４１ｂの先端部から基端部に向かってコイル部６αをはめ込みやすくなる。したがって、インダクタ２の製造時において、コイル部６αの取付を容易に行うことができる。

また、本実施形態では、第１コア部材４１は、巻芯部４１ｂが表面に形成してある支持部４１ａを有し、コイル部６αは、支持部４１ｂに設置される。このような構成としたため、第１コア部材４１にコイル部６αが固定されて位置決めされ、コイル部６αが位置ずれしにくくなる。また、巻芯部４１ｂの内部に第２コア部材４２が収容してある第１コア部材４１を、第３コア部材４３で覆うときに、コイル部６αの変形を防止することが可能となる。このように、上記構成とすることにより、コイル部６αの位置ずれや変形等を防止して、インダクタ２の磁気特性を高めることができる。

また、本実施形態では、第１コア部材４１、第２コア部材４２および第３コア部材４３の各々が磁性体を含んでいる。このような構成としたため、磁性体の種類に応じて、素子本体４のインダクタンス値などの磁気特性を制御することができる。

また、本実施形態に係るインダクタ２の製造方法は、巻芯部４１ｂを有する第１コア部材４１を配置する工程と、巻芯部４１ｂの内部に第２コア部材４２を収容する工程と、コイル状に巻回してあるワイヤ６からなるコイル部６αを巻芯部４１ｂに取り付ける工程と巻芯部４１ｂの内部に第２コア部材４２が収容してある第１コア部材４１を、コイル部６αとともに第３コア部材４３で覆う工程とを有する。

そのため、本実施形態に係る製造方法では、巻芯部４１ｂを有する第１コア部材４１と、巻芯部４１ｂの内部に収容される第２コア部材４２と、第１コア部材４１をコイル部６αとともに覆う第３コア部材４３とを有する本実施形態のインダクタ２を容易に形成することができる。したがって、本実施形態では、ショート不良や錆の発生を防止しつつ、素子本体４の実効的な透磁率を高め、インダクタンス値などの磁気特性に優れたインダクタ２を提供することができる。

第２実施形態
図１Ｃに示す第２実施形態に係るインダクタ２Ａは、以下に示す以外は、第１実施形態に係るインダクタ２と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。また、図１Ｃに示すインダクタ２Ａにおける各部材は、図１Ｂに示す第１実施形態に係るインダクタ２における各部材に対応し、対応する部材には、同一符号を付してあり、その説明は一部省略する。

図１Ｃに示すように、インダクタ２Ａは、第２コア部材４２Ａを有する。第２コア部材４２Ａは、複数のシート状（板状）の磁性金属板４２１の積層体により構成される。金属板４２１の厚みは特に限定されるものではないが、好ましくは０．０５～１．０ｍｍである。

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、磁性金属板４２１を用いることでインダクタ２Ａの磁気特性が向上する。

なお、図１Ｃでは、磁性金属板４２１をＺ軸方向に積層した場合について例示しているが、磁性金属板４２１の積層方向はこれに限定されるものではない。たとえば、図１Ｇに示すように、ＹＺ平面に平行な板面を有し、かつ、Ｘ軸方向に所定の厚みとＺ軸方向に所定の高さとを有する複数の磁性金属板４２１をＸ軸方向に積層（配列）してもよい。あるいは、ＸＺ平面に平行な板面を有し、かつ、Ｙ軸方向に所定の厚みとＺ軸方向に所定の高さとを有する複数の磁性金属板４２１をＹ軸方向に積層（配列）してもよい。

第３実施形態
図１Ｄに示す第３実施形態に係るインダクタ２Ｂは、以下に示す以外は、第１実施形態に係るインダクタ２と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。また、図１Ｄに示すインダクタ２Ｂにおける各部材は、図１Ｂに示す第１実施形態に係るインダクタ２における各部材に対応し、対応する部材には、同一符号を付してあり、その説明は一部省略する。

図１Ｄに示すように、インダクタ２Ｂは、第２コア部材４２Ｂを有する。第２コア部材４２Ｂは、球状の磁性金属球（例えば、鉄球）からなる球体４２２の集合体により構成される。凹部４１ｂ１の内部に収容する球体４２２の数は、特に限定されず、１個以上であればよい。球体４２２は、必ずしも凹部４１ｂ１の内部に整然と配列してある必要はなく、同図に示すようにランダムに配置してあってもよい。また、球体４２２の形状は、必ずしも真球状である必要はなく、楕円球状であってもよい。

本実施形態でも、第２実施形態と同様の効果が得られる。加えて、より効果的に渦電流損を小さくすることができる。

また、凹部４１ｂ１の内部に複数の球体４２２を収容した場合、複数の球体４２２間に形成される隙間により、第２コア部材４２Ｂは間隙構造を具備することになる。そのため、巻芯部４１ｂの内部に球体４２２が収容してある第１コア部材４１を第３コア部材４３で覆うと、凹部４１ｂ１の内部に形成された隙間に、第３コア部材４３が充填され、第２コア部材４２Ｂと第３コア部材４３との混合体からなるコア部材が得られる。そのため、第２コア部材４２Ｂと第３コア部材４３との間で、剥離が生じることを効果的に防止し、インダクタ２の磁気特性を効果的に高めることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば上記各実施形態では、ワイヤ６の巻回形状を楕円螺旋状としたが、たとえば円形らせん状、あるいは角形らせん状、同心円状であってもよい。

ワイヤ６としては、エナメル被覆の銅線または銀線を用いてもよい。また、絶縁被覆ワイヤに限定されず、絶縁被覆されていないワイヤであってもよい。また、ワイヤの種類としては、丸線に限定されず、図１Ｅに示すような平角線（平角ワイヤ）、四角線、あるいはリッツ線であってもよい。さらに、ワイヤの芯線の材質としては、銅および銀に限らず、これらを含む合金、あるいはその他の金属または合金であってもよい。

なお、図１Ｅに示す例では、平角線からなるワイヤ６はエッジワイズ巻きされているが、図１Ｆに示すように、ノーマルワイズ（フラットワイズ）巻きされていてもよい。この場合、ワイヤ６は、図１Ｅに示す例とは異なり、エッジが素子本体４の上面４ａおよび底面４ｂを向いた状態で、第２コア部材４２の周囲に巻回されることになる。ワイヤ６は、所定回数だけ巻回された後、エッジが素子本体４の側面４ｅ，４ｆを向くように捻られつつ、素子本体４の側面４ｃ側に向かってＹ軸方向に沿って引き出される。ワイヤ６（リード端６ａ，６ｂ）は、エッジが素子本体４の側面４ｅ，４ｆを向くまで略９０度捻られると、Ｚ軸方向に屈曲し、素子本体４の底面４ｂに向かってＺ軸方向に沿って引き出されるとともに、Ｙ軸方向に屈曲して、素子本体４の側面４ｄに向かってＹ軸方向に沿って引き出される。

また、図３Ａに示すように、平角線からなるワイヤ６をα巻きしたコイル部６αを形成してもよい。この場合、上述した端子電極形成工程において、素子本体４の側面４ｅ，４ｆから露出しているワイヤ６のリード部６ａ，６ｂの端面（継線部）６ａ１，６ｂ１に接続されるように、端子電極８ａ，８ｂを素子本体４の側面４ｅ，４ｆに形成すればよい。

また、この平角線からなるワイヤ６のリード部６ａ，６ｂに対して、図３Ｂに示すように、所定量（所定角度）だけ捻りを加えてもよい。この場合、リード部６ａ，６ｂの端面６ａ１，６ｂ１は、その長手方向が図３Ａに示す例とは所定角度（図示の例では、略９０度）だけ傾いた状態で、素子本体４の側面４ｅ，４ｆに接続されることになる。すなわち、図３Ａに示す例では、リード部６ａ，６ｂの端面６ａ１，６ｂ１の長手方向は、素子本体４の底面４ｂに対して略垂直方向を向いていたが、図３Ｂに示す例では、リード部６ａ，６ｂの端面６ａ１，６ｂ１の長手方向は、素子本体４の底面４ｂに対して略水平方向を向く。ワイヤ６のリード部６ａ，６ｂのうち、その延在方向に対して平行に延びる面（側面）は、素子本体４の側面４ｃからは露出していない。

なお、図３Ｂに示す例では、ワイヤ６のリード部６ａ，６ｂは、その端面６ａ１，６ｂ１が図３Ａに示す例に比べて略９０度だけ傾斜するように捻られているが、その傾斜角度は９０度よりも大きくてもよく、あるいは９０度よりも小さくてもよい。

なお、ワイヤ６としては、絶縁被膜付きワイヤが好ましく用いられる。素子本体４を構成する主成分に金属磁性体粉が分散されていたとしても、ワイヤ芯線と素子本体４の金属磁性体粉末とが短絡するおそれが少なく、耐電圧特性が向上すると共に、インダクタンスの劣化防止にも寄与するからである。

上記各実施形態において、第１コア部材４１、第２コア部材４２および第３コア部材４３のすべてが磁性体を含んでいる必要はなく、第１コア部材４１、第２コア部材４２および第３コア部材４３の少なくとも１つが非磁性体を含んでいてもよい。

上記各実施形態において、たとえば第３コア部材４３０をシート状の部材で構成してもよい。この場合、コイル設置工程を経た第１コア部材成形体４１０の上からシート状の部材で構成された第３コア部材４３０を被せ、これらを加圧成形することにより、第１コア部材成形体４１０、第２コア部材４２および第３コア部材４３０からなる基板４００を形成することができる（基板形成工程）。

上記各実施形態において、第２コア部材４２を非磁性材料のみで構成してもよい。第２コア部材４２を非磁性材料で構成することにより、インダクタ２の分布容量を調整し、インダクタンス値などの磁気特性を制御することができる。

上記各実施形態では、凹部４１ｂ１の形状は、Ｚ軸方向上方から見て楕円形状であったが、凹部４１ｂ１の形状はこれに限定されるものではない。たとえば、Ｚ軸方向上方から見て円形、四角形、長方形、その他の多角形であってもよい。

２，２Ａ，２Ｂ… インダクタ（コイル装置）
４… 素子本体
４０… 基板
４１，４１０… 第１コア部材（第１コア部材成形体）
４１ａ，４１０ａ… 支持部
４１ａ１… 第１鍔部
４１ａ２… 第２鍔部
４１ａ３… 第３鍔部
４１ａ４… 第４鍔部
４１ｂ，４１０ｂ… 巻芯部
４１ｂ１，４１０ｂ１… 凹部
４１ｂ２… 外周面
４１ｃ，４１０ｃ… 切り欠き部
４１ｃ１… 第１切り欠き部
４１ｃ２… 第２切り欠き部
４１ｃ３… 第３切り欠き部
４１ｄ，４１０ｄ… 段差部
４１ｄ１… 第１段差部
４１ｄ２… 第２段差部
４１０ｅ… 貫通孔
４２，４２Ａ，４２Ｂ… 第２コア部材
４２１… 金属板
４２２… 球体
４３，４３０… 第３コア部材
６… ワイヤ
６α… コイル部
６ａ，６ｂ… リード端
６ａ１，６ｂ１… リード端面
８ａ，８ｂ… 端子電極
１０Ａ，１０Ｂ… 切断予定線

Claims (5)

1. コイル状に巻回してあるワイヤからなるコイル部と、
   前記コイル部を内部に有する素子本体とを有するコイル装置であって、
   前記素子本体は、
   前記素子本体の実装面を備えた支持部と、前記支持部から突出し、前記コイル部の内側に位置するように構成してある有底筒状の巻芯部と、前記巻芯部の軸方向の端部から前記支持部に向かって凹む凹部とを有する第１コア部材と、
   前記第１コア部材とは別体からなり、前記凹部の内部に収容される第２コア部材と、
   前記第１コア部材および前記第２コア部材とは別体からなり、前記凹部の内部に前記第２コア部材が収容してある第１コア部材を、前記コイル部とともに覆う第３コア部材とを有し、
   前記第３コア部材は、前記軸方向および前記軸方向に垂直な方向から、前記コイル部を覆っていることを特徴とするコイル装置。
2. 前記第２コア部材は、その一部が前記凹部の外部にはみ出すように、前記凹部の内部に収容してあることを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記巻芯部の外周面は、前記素子本体の底面から離れる方向に向けて径が小さくなるテーパ面であることを特徴とする請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 前記支持部の表面には、前記巻芯部が形成されており、
   前記コイル部は、前記支持部に設置されることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のコイル装置。
5. 前記第１コア部材、前記第２コア部材および前記第３コア部材の少なくとも１つが磁性体を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のコイル装置。
   

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