(57)【要約】【課題】直流重畳特性と高いインダクタンスとを同時に確保することができるコイル装置を提供すること。【解決手段】中脚部１２と、その中脚部１２を所定間隔の凹状隙間１８で取り囲む外脚部１４とを有するポットコア１０と、コイル部２０が収容された凹状隙間１８の上部と中脚部１２の上部とを覆う蓋コア３０とを有するコイル装置である。中脚部１２の上端１２ａと蓋コア３０との間には第１磁性体含有樹脂５０が介在してある。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中脚部と、当該中脚部を所定間隔の凹状隙間で取り囲む外脚部とを有するポットコアと、
前記凹状隙間に収容されるコイル部と、
前記コイル部が収容された凹状隙間の上部と前記中脚部の上部とを覆う蓋コアとを有するコイル装置であって、
前記中脚部の上端と前記蓋コアとの間には第１磁性体含有樹脂が介在してあるコイル装置。
【請求項２】
前記外脚部と前記蓋コアとの間にはギャップが形成してある請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記凹状隙間の内壁面と前記コイル部との間には、第２磁性体含有樹脂が介在してある請求項１または２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記蓋コアの中央部と前記中脚部の上端との間には、位置決め部が形成してある請求項１〜３のいずれかに記載のコイル装置。
【請求項５】
前記コイル部を構成するワイヤのリード線が、前記コイル部の上端近くで外脚部の外側に引き出され、前記外脚部の上端には、前記リード線を外側に引き出すための溝が形成してある請求項１〜４のいずれかに記載のコイル装置。
【請求項６】
前記コイル部の上端と前記蓋コアの内面との間には、ギャップが形成してある請求項１〜５のいずれかに記載のコイル装置。
【請求項７】
前記第１磁性体含有樹脂が前記第２磁性体含有樹脂よりも高い位置に配置してある請求項１〜６に記載のコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばインダクタなどとして好適に用いることができるコイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面実装型インダクタとして、たとえば下記の特許文献１に示すコイル装置が知られている。この特許文献１に示すように、蓋コアとポットコアの接合は、接着剤を用いて行われ、しかも蓋コアの外周部とポットコアの外脚部の上端とを接着することが一般的である。そして、ポットコアの中脚部の上端と蓋コアとの間には、エアギャップを設けることが一般的である。
【０００３】
しかしながら、このような従来のコイル装置では、直流重畳特性と高いインダクタンスとを同時に確保することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９６１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、直流重畳特性と高いインダクタンスとを同時に確保することができるコイル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
中脚部と、当該中脚部を所定間隔の凹状隙間で取り囲む外脚部とを有するポットコアと、
前記凹状隙間に収容されるコイル部と、
前記コイル部が収容された凹状隙間の上部と前記中脚部の上部とを覆う蓋コアとを有するコイル装置であって、
前記中脚部の上端と前記蓋コアとの間には第１磁性体含有樹脂が介在してある。
【０００７】
本発明に係るコイル装置では、中脚部の上端と蓋コアとの間に第１磁性体含有樹脂が介在してあるため、樹脂中の磁性体がポットコアの一部として機能してインダクタンスが向上する。また、樹脂がギャップとして機能して磁気飽和が改善され、直流重畳特性が向上する。
【０００８】
好ましくは、前記外脚部と前記蓋コアとの間にはエアギャップが形成してある。このように構成することで、さらに磁気飽和が改善され、直流重畳特性が向上する。
【０００９】
好ましくは、前記凹状隙間の内壁面と前記コイル部との間には、第２磁性体含有樹脂が介在してある。このように構成することで、樹脂中の磁性体がポットコアの一部として機能してインダクタンスがさらに向上する。
【００１０】
好ましくは、前記蓋コアの中央部と前記中脚部の上端との間には、位置決め部が形成してある。位置決め部により蓋コアと中脚部とが位置決めされ、特性バラツキを改善することができる。
【００１１】
好ましくは、前記コイル部を構成するワイヤのリード線が、前記コイル部の上端近くで外脚部の外側に引き出され、前記外脚部の上端には、前記リード線を外側に引き出すための溝が形成してある。このように構成することで、凹状隙間の内壁面とコイル部との間の隙間に最大限の高さまで第２磁性体含有樹脂を充填することができる。また、溝を通して外部に排出され無い程度の第２磁性体含有樹脂を予め凹状隙間に充填しておくことで、コイル部を凹状隙間に収容するのみで、凹状隙間の内壁面とコイル部との間の隙間に最大限の高さまで第２磁性体含有樹脂を充填することができる。
【００１２】
好ましくは、前記コイル部の上端と前記蓋コアの内面との間には、ギャップが形成してある。ギャップを設けないと、磁性体含有樹脂による応力が蓋コアとコイル部とに集中するが、ギャップがあると応力は緩和される。
【００１３】
好ましくは、前記第１磁性体含有樹脂が前記第２磁性体含有樹脂よりも高い位置に配置してある。このように構成することで、コイル部の上端と蓋コアの内面との間にギャップを形成しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るコイル装置の全体斜視図である。
【図２】図２は図１に示すコイル装置の分解斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは図１に示すIII−III線に沿う概略断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは本発明の他の実施形態に係るコイル装置の概略断面図である。
【図４】図４（Ａ）は本発明の他の実施形態に係るコイル装置の概略断面図、図４（Ｂ）は本発明のさらに他の実施形態に係るコイル装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るコイル装置２は、たとえばインダクタなどとして用いられるものであり、ポットコア１０と蓋コア３０と端子４０ａ，４０ｂとを有する。
【００１６】
図２および図３Ａに示すように、ポットコア１０は、コア底壁１１の中央部からＺ軸方向の上部に突出している円柱状の中脚部１２と、当該中脚部１２を所定間隔の凹状隙間１８で取り囲む外脚部１４とを有する。凹状隙間１８は、本実施形態では、厚肉の円筒状に形成してあり、Ｚ軸方向の上部が開いており、そこから凹状隙間１８の内部に、コイル部２０が挿入可能になっている。
【００１７】
本実施形態では、コイル部２０は、Ｚ軸方向の上部に一対のリード線２２ａ，２２ｂが引き出されるように導電性のワイヤ２２を予めコイル状に巻回してあるのであり、中脚部１２の外径と同等またはそれよりも大きい内径と、外脚部１４の内周面の内径と同等またはそれよりも小さい外径を有している。
【００１８】
なお、リード線２２ａ，２２ｂは、ワイヤ２２の両端を構成している。また、ワイヤ２２としては、単線で構成されても良く、あるいは撚り線で構成されても良く、絶縁被覆導線で構成されることが好ましい。
【００１９】
外脚部１４の内周面は円筒状外周面であり、外周面は、角柱状外周面であり、本実施形態では、外脚部１４の外周面は、四角柱の隣接する２箇所の角部に面取り外周面１４ｂが形成されたような形状を有し、全体として６角柱の外周面形状を有している。外脚部１４のＺ軸方向の上面１４ａは、中脚部１２のＺ軸方向の上面１２ａよりもＺ軸方向に高い位置に位置している。なお、図において、Ｚ軸とは、ポットコア１０の中脚部１２の軸芯と一致する方向であり、コイル部２０の巻き軸とも一致する。
【００２０】
図１に示すように、一対の端子４０ａ，４０ｂは、それぞれ外脚部１４の対向する外周面１４ｃにＺ軸方向に沿って密着する平板状の端子本体４１ａ，４１ｂを有する。端子本体４１ａ、４１ｂのＺ軸方向の下端には、それぞれ下係止片４２ａ，４２ｂがコア底壁１１の下面に密着するように本体４１ａ，４１ｂと一体に形成してある。各下係止片４２ａ，４２ｂの相互は、コア底壁１１の下面において、相互に接触して短絡しないような長さに設定してある。
【００２１】
端子本体４１ａ，４１ｂのＺ軸方向の上端には、それぞれ上係止片４３ａ，４３ｂが外脚部１４の上端１４ａおよび／または蓋コア３４の外面３４に密着するように本体４１ａ，４１ｂと一体に形成してある。各上係止片４３ａ，４３ｂの相互は、蓋コア３０の外面において、相互に接触して短絡しないような長さに設定してある。
【００２２】
また端子本体４１ａ，４１ｂのＺ軸方向の途中には、それぞれ面取り外周面１４ｂに向けて突出する連結片４４ａ，４４ｂが本体４１ａ，４１ｂと一体に形成してある。各連結片４４ａ，４４ｂの先端側上部には、Ｚ軸に略垂直な設置片４６ａ，４６ｂが形成してある。設置片４６ａ，４６ｂの上面は、それぞれの面取り外周面１４ｂの上部に形成してある切り欠き状溝１６ａ，１６ｂの溝底面と略面一の位置となるように設計してある。
【００２３】
各設置片４６ａ，４６ｂの上面には、切り欠き状溝１６ａ，１６ｂから外側に飛び出しているリード線２２ａ，２２ｂが設置され、設置片４６ａ，４６ｂに一体に形成してある押さえ片４７ａ，４７ｂとの間でリード線２２ａ，２２ｂが挟まれて電気的に接続してある。なお、リード線２２ａ，２２ｂの先端部は、それぞれ設置片４６ａ，４６ｂおよび押さえ片４７ａ，４７ｂに対して、レーザ溶接またはハンダ接続してある。
【００２４】
図３Ａに示すように、凹状隙間１８のリング状の底面１８ａは、コア底壁１１の上面でもあるが、コイル部２０の下面が第２磁性体含有樹脂５２を介して接着しやすいように平坦面となっている。この底面１８ａから切り欠き状溝１６ａ，１６ｂまでの高さＨ３は、コイル部２０を収容するのに十分な高さであることが好ましい。
【００２５】
図３Ａにおいて、高さＨ１は、底面１８ａから中脚部１２の上面１２ａまでの高さであり、外脚部１４の高さＨ０よりも小さいことが好ましく、高さＨ０から高さＨ１を引いた寸法が、蓋コア３０のＺ軸方向の厚みに略等しいことが好ましく、蓋コア３０の外面３４と外脚部１４の上端１４ａとは、略面一になっていることが好ましい。
【００２６】
蓋コア３０の内面３２と中脚部１２の上端との間には、第１磁性体含有樹脂５０が介在してあり、これらの接合を確保している。
【００２７】
蓋コア３０の外周面３６は、外脚部１４の内周面の形状に合わせて円周面形状になっていることが好ましく、図１および図３Ａに示すように、外脚部１４の内周面に密着しても良いが、図３ｂに示すように、所定のエアギャップＧ２を設けていても良い。
【００２８】
また図３Ａにおいて、高さＨ２は、底面１８ａからコイル部２０の上端までの高さであり、第２磁性体含有樹脂５２の厚みが小さいことを考慮すれば、コイル部２０自体のＺ軸方向の高さと略同じである。本実施形態では、リード線２２ａ，２２ｂがコイル部２０の上端近くに形成してあるため、高さＨ３は高さＨ２と略同じか少し小さい程度であるが、リード線２２ａ，２２ｂをコイル部２０のＺ軸方向の途中に形成する場合には、高さＨ３は、高さＨ２に対して小さくすることも可能である。
【００２９】
第２磁性体含有樹脂５２は、コイル部２０の外面と凹状隙間１８の内壁面との間に充填される。
【００３０】
第１磁性体含有樹脂５０と第２磁性体含有樹脂５２とは、同じ材料で構成しても良く、異なる材料で構成しても良いが、基本的な組成が同じであり、樹脂中に磁性体粉を含有している。磁性体粉としては、ポットコア１０または蓋コア３０を構成する磁性体と同じでも異なる磁性体でも良く、たとえばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどを含む金属磁性体などを用いることができる。
【００３１】
第１磁性体含有樹脂５０と第２磁性体含有樹脂５２とのそれぞれに含まれる磁性体粉の含有量は、同じであることが好ましいが、所定の範囲内で異なっていても良い。たとえば第１磁性体含有樹脂５０と第２磁性体含有樹脂５２とのそれぞれに含まれる磁性体粉の含有量は、それぞれの全体に対して、８０〜９０重量％が好ましい。
【００３２】
また、ポットコア１０と蓋コア３０とは、同じ磁性体で構成してあることが好ましいが、異なる磁性体で構成しても良い。ポットコア１０と蓋コア３０は、それぞれ、たとえばＦｅ、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚｎなどを含む磁性体などで構成される。また、これらのコア１０，３０は、たとえば磁性体粉を所定形状に圧縮成形後に焼結することで得られる。あるいは、これらのコア１０，３０は、ＣＩＭ成形（セラミック射出成形）やＭＩＭ成形（金属射出成形）などを用いて成形することもできる。
【００３３】
第１磁性体含有樹脂５０と第２磁性体含有樹脂５２に含まれる樹脂としては、好ましくはエポキシ、シリコンなどの樹脂が例示される。
【００３４】
硬化前の第２磁性体含有樹脂５２は、図２に示すコイル部２０を、凹状隙間１８に挿入する前に、凹状隙間１８の底面１８ａに所定量で予め充填しておき、その後に、コイル部２０を凹状隙間１８に挿入すればよい。硬化前の樹脂５２は、コイル部２０の外面と凹状隙間１８の内壁面との間の隙間に行き渡るように移動し、切り欠き状溝１６ａ，１６ｂからあふれ出る手前で停止するように、予め充填しておく樹脂を調節しておくことが好ましい。
【００３５】
硬化前の第１磁性体含有樹脂５０は、蓋コア３０の内面３２または中脚部１２の上端１２ａに予め塗布しておき、その後に、これらを貼り合わせれば良い。第１磁性体含有樹脂５０と第２磁性体含有樹脂５２の硬化処理は、樹脂が熱硬化性樹脂であれば熱を加えることにより行うことができ、図３Ａに示すように組み立てた後に同時に行うことが好ましい。ただし、別々に硬化処理を行っても良い。
【００３６】
図３Ａに示すように、第１磁性体含有樹脂５０と第２磁性体含有樹脂５２の硬化処理を終えた後に、図２に示す端子４０ａ，４０ｂを取り付けても良く、その前に取り付けても良い。また、リード線２２ａ，２２ｂの先端と設置片４６ａ，４６ｂおよび押さえ片４７ａ，４７ｂとの接合は、端子４０ａ，４０ｂの取付の後に行う。
【００３７】
本実施形態に係るコイル装置２では、中脚部１２の上端１２ａと蓋コア３０の内面との間に第１磁性体含有樹脂５０が介在してあるため、樹脂中の磁性体がポットコア１０（または蓋コア３０）の一部として機能してインダクタンスが向上する。また、第１磁性体含有樹脂５０に含まれる樹脂がギャップとして機能して磁気飽和が改善され、直流重畳特性が向上する。
【００３８】
さらに本実施形態では、図３Ｂに示すように、外脚部１４の内周面と蓋コア３０の外周面３６との間にエアギャップＧ２を形成することで、さらに磁気飽和が改善され、直流重畳特性が向上する。
【００３９】
さらに、本実施形態では、凹状隙間１８の内壁面（外脚部１４の内周面と中脚部１２の外周面と底面１８ａとを含む）とコイル部２０の外面との間には、第２磁性体含有樹脂５２が介在してある。このように構成することで、樹脂５２中の磁性体がポットコア１０の一部として機能してインダクタンスがさらに向上する。
【００４０】
図１〜図３Ｂに示す実施形態では、特開２００７−９６１８１号公報に示すように中脚部の上端と蓋コアとの間にエアギャップを設ける従来のコイル装置に比較して、インダクタンスが向上すると共に、直流重畳特性も向上する。
【００４１】
さらにまた本実施形態では、コイル部２０を構成するワイヤ２２のリード線２２ａ，２２ｂが、コイル部２０の上端近くで外脚部１４の外側に引き出され、外脚部１４の上端１４ａには、リード線２２ａ，２２ｂを外側に引き出すための溝１６ａ，１６ｂが形成してある。このように構成することで、凹状隙間１８の内壁面とコイル部２０の外面との間の隙間に最大限の高さまで第２磁性体含有樹脂５２を充填することができる。また、溝１６ａ．１６ｂを通して外部に排出され無い程度の第２磁性体含有樹脂５２を予め凹状隙間１８に充填しておくことで、コイル部２０を凹状隙間１８に収容するのみで、凹状隙間１８の内壁面とコイル部２０との間の隙間に最大限の高さまで第２磁性体含有樹脂５２を充填することができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、コイル部２０の上端と蓋コア３０の内面３２との間には、エアギャップＧ１が形成してある。エアギャップＧ１を設けないと、磁性体含有樹脂５０または５２による応力が蓋コア３０とコイル部２０とに集中するが、エアギャップＧ１があると応力は緩和される。さらに、第１磁性体含有樹脂５０が第２磁性体含有樹脂５２よりもＺ軸方向に高い位置に配置してあることで、コイル部２０の上端と蓋コア３０の内面３２との間にギャップを形成しやすくなる。
【００４３】
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。
【００４４】
たとえば、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、コイル装置２ａ，２ｂを構成しても良い。
【００４５】
図４（Ａ）に示すコイル装置２ａでは、蓋コア３０ａの中央部と中脚部１２の上端１２ａとの間に位置する蓋コア３０ａの内面３２には、位置決め用凹部３８が形成してある。凹部３８の内部には、中脚部１２の先端１２ａが入り込んで嵌合され、これらが位置決めされて第１磁性体含有樹脂５０で接合されるようになっている。この実施形態においても、蓋コア３０ａの内面３２に形成してある凹部３８と中脚部１２の上端１２ａとの間には、第１磁性体樹脂５０が介在することになる。
【００４６】
このような構成によれば、蓋コア３０ａの中心と中脚部１２の軸芯とが良好に位置合わせされ、図３Ｂに示すエアギャップＧ２を円周方向に均一に形成し易くなり、直流重畳特性などの特性バラツキを改善することができる。
【００４７】
また、図４（Ｂ）に示すコイル装置２ｂでは、蓋コア３０ｂの中央部と中脚部１２の上端１２ａとの間に位置する蓋コア３０ｂの内面３２には位置合わせ用凸部３８ｂを形成すると共に、中脚部１２の上端に位置決め用凹部３８ａが形成してある。凹部３８ａの内部には、凸部３８ｂが入り込んで嵌合され、これらが位置決めされて第１磁性体含有樹脂５０で接合されるようになっている。この実施形態においても、蓋コア３０ｂの内面３２と中脚部１２の上端１２ａとの間には、第１磁性体樹脂５０が介在することになる。
【００４８】
このような構成によれば、蓋コア３０ｂの中心と中脚部１２の軸芯とが良好に位置合わせされ、図３Ｂに示すエアギャップＧ２を円周方向に均一に形成し易くなり、直流重畳特性などの特性バラツキを改善することができる。
【符号の説明】
【００４９】
２，２ａ，２ｂ…  コイル装置
１０…  ポットコア
１１…  コア底壁
１２…  中脚部
１２ａ…  上端
１４…  外脚部
１４ａ…  上端
１６ａ，１６ｂ…  引き出し溝
１８…  凹状隙間
１８ａ…底面
２０…  コイル部
２２…  ワイヤ
２２ａ，２２ｂ…  リード線
３０，３０ａ，３０ｂ…  蓋コア
３２…  内面
３４…  外面
３６…  外周面
３８，３８ａ…  位置決め用凹部
３８ｂ…  位置決め用凸部
４０ａ，４０ｂ…  端子
４１ａ，４１ｂ…  端子本体
４２ａ，４２ｂ…  下係止片
４３ａ，４３ｂ…  上係止片
４４ａ，４４ｂ…  連結片
４６ａ，４６ｂ…  設置片
４７ａ，４７ｂ…  押さえ片
５０…  第１磁性体含有樹脂
５２…  第２磁性体含有樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
2015220314.tif 000005
【図３Ｂ】
2015220314.tif 000006
【図４】
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