(57)【要約】【課題】簡素な構造とした電気制御によって、コイル部品の電気特性を調整し、補正する。【解決手段】コイル部品１は、少なくとも芯部を有した磁性体コアと、巻線コイル１０と、バイモルフ型圧電体９とを備えている。そして、芯部は、固定芯部７，８と可動芯部１１とに分割されている。バイモルフ型圧電体９は、巻線コイル１０によって励磁された磁束と直交する方向に、可動芯部１１を移動可能に構成されている。【選択図】図１
2008091438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも芯部を有した磁性体コアと、
巻線コイルと、
圧電体とを備えたコイル部品において、
前記芯部は、固定芯部と可動芯部とに分割されているとともに、
前記圧電体は、前記巻線コイルによって励磁された磁束と直交する方向に、前記可動芯部を移動可能に構成されていることを特徴とする
コイル部品。
【請求項２】
請求項１に記載のコイル部品において、
前記圧電体は、バイモルフ型の圧電体であることを特徴とする
コイル部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコイル部品を用いて構成されていることを特徴とする
電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体を磁性体に組み付けた構造のコイル部品、及びコイル部品を用いた電子回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的に用いられてきたコイル部品は、磁性体コアと、巻線コイルとを基本構成としている。近年、電子機器は小型化し、高品質化する一途を辿る中、電子機器に搭載されるコイル部品等の電子部品についても同様の小型化と高品質化の条件を満たすことが要求されている。ところで、コイル部品の小型化を図ろうとするほど、磁性体コアの材料のバラつき、寸法のバラつき、製造条件のバラつきや、巻線条件のバラつき等の原因によって、コイル部品の電気特性の品質を一定に保つことは非常に困難となる。結果、要求する品質に達しないコイル部品は、必要とされる電子機器に搭載されずに廃棄等の処置をせざるを得ない。このため、コイル部品の製品歩留まりが悪くなってしまうという問題があった。そこで、電気特性を調整し、電気特性のバラつきを補正する機能があるコイル部品が強く要求されていた。
【０００３】
ここで、電気特性を調整し、補正する機能がある従来のコイル部品の一例について、図９を用いて説明する。図９は、主に信号電波等を受信するために用いられるコイル部品１００の断面図の例を表している。コイル部品１００は、巻線コイルを有したドラムコア１０１と、ドラムコア１０１を覆うように配置されたネジポットコア１０２と、複数の端子ピン１０３を植設した端子台１０４と、これらの部品１０１〜１０４を保持するためのケース１０５から構成されている。従来、コイル部品１００の電気特性（この例では、電波の受信特性）にバラつきがある場合、回転冶工具等を用いてネジポットコア１０２を回転移動することで電気特性を調整していた。つまり、ネジポットコア１０２とドラムコア１０１との相対的な位置調整、すなわち磁気結合度を調整することで、電気特性を調整し、電気特性のバラつきを補正していた。
【０００４】
また、従来、このようなコイル部品を用いてアナログ方式で制御される電子回路が提供されている。ここで、従来用いられていた電子回路１１０について、図１０を参照して説明する。電子回路１１０は、入力した直流電力を別の直流電力に変換する直流／直流変換装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）として用いられる電源装置である。入力した直流電力は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動信号により、オン・オフ駆動するスイッチング回路１１１で交流電力に変換される。変換された交流電力は、交流を直流に整流し、平滑する平滑回路１１２に供給され、直流電力として出力される。平滑回路１１２は、チョークコイルを内蔵するチョーク入力形としてある。
【０００５】
平滑回路１１２から出力された出力電圧の変動を抑えるため、フィードバックに用いられる検出部１１３で平滑回路１１２の出力電圧が検出される。検出された出力電圧には、所定の係数が乗じられ、加算器１１４に供給される。加算器１１４では、所定の係数が乗じられた出力電圧と、補償回路１１７から供給された調整電圧とが加算され、フィードバック電圧としてエラーアンプ１１６に供給される。エラーアンプ１１６は、基準電圧を供給する基準電圧供給部１１５からの基準電圧と、加算器１１４から供給されるフィードバック電圧を、比較し、比較結果を、ＰＷＭ駆動信号を生成するアナログコントローラ１１８に出力する。アナログコントローラ１１８は、生成したＰＷＭ駆動信号をスイッチング回路１１１に供給する。このようにして、電子回路１１０全体のフィードバック制御が行われている。このように、従来のアナログ方式で電源装置を制御する場合、検出した出力の変動を抑え込むという動作を基本としていた。詳述すれば、基準電圧をエラーアンプで比較し、両電圧を合わせ込むようなＰＷＭ駆動信号を生成して、変動する出力電圧を目標電圧に合わせるようにしていた。
【０００６】
特許文献１には、従来の可変インダクタンス素子について開示されている。特許文献１に開示されている可変インダクタンス素子では、圧電アクチュエータの作用により、２つのコアの相対位置が変えられる。そして相対位置の変化によって、磁路の距離（磁路長とも称する。）が変えられることによって、インダクタンス値が調整される。
【０００７】
特許文献２には、従来のコイル部品について開示されている。特許文献２に開示されているコイル部品は、磁束を励磁するよう巻回されたコイルを備える。そして、圧電体に印加する電圧によって、対向配置された２つのコア間のギャップ寸法を変化させる。このギャップ寸法の変化によって、電気特性（例えば、インダクタンス値）が調整される。
【特許文献１】特開平８−２１３２４５号公報
【特許文献２】特開２０００−３３１８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、コイル部品１００の電気特性を調整するためには、作業者が製品個々にコイル部品１００の電気特性を確認しながら、調整し、補正しなければならない。このため、電気特性を調整する作業が煩雑化するとともに、効率が悪いといった課題があった。
【０００９】
また、特許文献１に開示された可変インダクタンス素子と、特許文献２に開示されたコイル部品は、いずれも以下に挙げる共通の課題がある。
まず、圧電体が変形すると、インダクタンス素子（コイル部品）の外形寸法が変化してしまう。このため、圧電体が最も変形した場合の外形寸法を基にして実装スペースを設定する必要がある。これは、実質的にインダクタンス素子（コイル部品）の小型化の要求に反してしまう。
また、コイルに電流を印加した際に形成される磁路長も変化してしまう。この結果、磁路長が長くなればインダクタンス値：Ｌは下がり、磁路長が短くなればＬは大きくなる。さらに、電気特性の変化量に対し、純粋に圧電体の変形量のみが影響しているわけではない。このため、磁路長の変化量についても考慮しなければならない。結果として、電気特性を調整し、補正するための要素（例えば、磁路長の変化量）が多くなり、電気特性の制御が煩雑になってしまう。
【００１０】
また、特許文献１及び２に開示された圧電体はいずれも、その変形の様態からモノモルフ型の圧電体であることが予測される。モノモルフ型の圧電体は、一般に変形量が小さいため、電気特性の補正幅と調整幅も小さい。このため、大幅に電気特性を調整し、補正する要求に対応できないという課題がある。
【００１１】
また、従来の電子回路１１０は、アナログ方式で制御されているが、デジタル方式で制御される電子回路（例えば、デジタル電源回路）では、動作仕様が多様に変化する。このため、実装されるコイル部品の電気特性も容易に変えられることが必要とされる。従来のコイル部品は、電気特性（インダクタンスや定格電流）が固定されているため、電気特性を電気的に調整することが困難であった。つまり、アナログ電源回路を設計する際には、設定したスイッチング周波数、出力電流及び出力電圧等に対応する電気特性のコイル部品を予め選定しなければならなかった。また、従来のコイル部品に電気特性の可変機構があったとしても、ネジコア等のように手動で調整しなくてはならない。このため、デジタル方式の電源装置に対応するように、コイル部品の電気特性を駆動信号で制御することは困難であった。
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、簡素な構造とした電気制御によって、コイル部品の電気特性を調整し、補正できることを目的とする。また、コイル部品の電気特性の補正幅と調整幅を大きく、かつ高精度に行えることと、コイル部品の小型化に対する要求を満たすことを目的とする。さらに、多様な動作仕様に対応できる、本発明のコイル部品を用いた電子回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するために、本発明に係るコイル部品は、少なくとも芯部を有した磁性体コアと、巻線コイルと、圧電体とを備えている。そして、芯部は、固定芯部と可動芯部とに分割されているとともに、圧電体は、巻線コイルによって励磁された磁束と直交する方向に、可動芯部を移動可能に構成されていることを特徴とする。そして、圧電体は、バイモルフ型の圧電体を採用している。そして、電子回路に、本発明に係るコイル部品を採用している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るコイル部品は、簡素な構造としてあり、電気制御で電気特性を補正し、調整することができる。このため、電気特性の補正幅と調整幅を大きく、かつ高精度に行うことができ、小型化の要求を満たすという効果がある。
また、このコイル部品を採用した電子回路は、多様な動作仕様に対応できるため、電気的な効率に優れるという効果がある。そして、コイル部品の実装スペースを過度に大きくする必要がなくなることから、本発明のコイル部品を用いた電子回路基板、あるいは電子機器を小型化する際に有利となるという効果がある。また、巻線コイルによって励磁された磁束の経路、すなわち磁路の距離（磁路長とも称する。）が電気特性の調整に伴い変化することがない。このため、電気特性の補正と調整を行う際に、圧電体の動作によって形成される磁気ギャップ寸法を考慮するだけでよいので、インダクタンス値：Ｌの制御を容易に行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施形態例について、図１〜図４を参照して説明する。本実施形態例においては、小型形状の電子機器、電子回路に採用されるコイル部品１に適用した例として説明する。
【００１６】
まず、コイル部品１の構成例について、図１を参照して説明する。図１（ａ）は、後述する巻線コイルを内蔵した直方体形状のコイル部品１の外観斜視図である。コイル部品１は、底面と、底面に対して垂直な４面とを一体成型したカップコア２と、コイル部品１の上部を覆う蓋コア６で外形が構成されている。カップコア２と蓋コア６は、内蔵する巻線コイルと圧電体を保護するとともに、巻線コイルが発生する磁束を取り込んで磁路を生成する機能がある。カップコア２に形成された４つの角部には、圧電体用の端子電極３と巻線コイル用の端子電極４が対で形成されている。巻線用の端子電極４には、内蔵する巻線コイルの両端部に相当するコイル端末部５を引き出してある。
【００１７】
図１（ｂ）は、コイル部品１の分解斜視図である。以下に、コイル部品１の構成例について、それぞれの部材毎に説明する。焼結フェライトや金属系磁性材料等を材質とするカップコア２は、ほぼ箱形状に形成された部材である。カップコア２の底面の中央付近には、台形状の固定芯部７が形成されている。固定芯部７の上端面は、カップコア２の底面に対して斜めに切られている。カップコア２の４角部は、他の周壁部材よりも高さ寸法が低く形成されている。それぞれの４角部には、端子電極３，４が一対ずつ形成されている。端子電極３は、電圧を印加することで大きく撓み変形するバイモルフ型圧電体９と、図示しないコイル部品１の実装基板とを接続するために用いられる。端子電極４は、コイルを巻きつけた巻線コイル１０のコイル端末部５と、図示しない実装基板とを接続するために用いられる。カップコア２の周壁部上であって、２つの端子電極（圧電体用）３の間には、バイモルフ型圧電体９の一端である圧電体端子１２を挿入し、固定する切欠き部１３が形成されている。
【００１８】
カップコア２に内蔵される巻線コイル１０は、一般的な手段によって導電線が空芯巻回されたコイルである。巻線コイル１０に用いられる導電線には、銅芯の周囲に絶縁皮膜が被覆される。さらに、絶縁皮膜の表面部には、加熱や有機溶剤の塗布、紫外線照射等により溶解する皮膜を被覆した、いわゆる融着ワイヤとして用いることが望ましい。融着ワイヤを用いて巻線コイル１０を形成すると、空芯で巻回したコイル形状を保持できる。さらには、後の組み付け工程等において、巻線コイル１０の取り扱いが容易となる効果がある。
【００１９】
蓋コア６には、焼結フェライトや金属系磁性材料等が材質に用いられる。蓋コア６は、平板状の板状コア部材１４を構成部品とする。さらに、板状コア部材１４の下面中央付近には、下端面が板状コア部材１４の幅広面に対して斜めに形成された固定芯部８が形成される。このように、芯部を有した磁性体コアは、固定芯部７，８と可動芯部１１とに分割されている。
【００２０】
可動芯部１１にも、焼結フェライトや金属系磁性材料等が材質に用いられる。可動芯部１１は、縦断面の形状が台形の六面体として形成されている。その台形状の斜辺部に当たる面は、カップコア２に形成された固定芯部７の上端面、そして蓋コア６に形成された固定芯部８の下端面と、組み合わせたときに合致する形状としてある。このため、電圧を印加していない状態では、コイル部品１を組み付けても固定芯部７，８と可動芯部１１とは互いに接触して静止し続けるため、インダクタンス値：Ｌは変化しない。一方、電圧を印加した状態では、バイモルフ型圧電体９の撓み変形によって可動芯部１１が動くため、インダクタンス値：Ｌが変化する。
【００２１】
バイモルフ型圧電体９は、一方の端部が可動芯部１１に接着剤等の手段によって固定される。他方の端部はカップコア２に形成された切欠き部１３に挿入固定される。このように、バイモルフ型圧電体９は、いわゆる片持ち構造としてある。駆動信号（信号電圧）が印加されたバイモルフ型圧電体９は、切欠き部１３を固定点として撓み変形する。バイモルフ型圧電体９の撓み変形によって、巻線コイル１０によって励磁された磁束と直交する方向に可動芯部１１を移動可能としている。この結果、カップコア２−固定芯部７−可動芯部１１−固定芯部８−蓋コア６−カップコア２に形成される磁路中に可変な磁気ギャップが形成される。バイモルフ型圧電体９に印加された駆動信号（信号電圧）によって、可変な磁気ギャップ寸法を調整することで、コイル部品１の電気特性を多様に対応させることができる。
【００２２】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示したコイル部品１を、ｘ方向に正面視した分解斜視図の例である。各部材には、図１（ｂ）と同一符号を付す。なお、コイル部品１の構成は、図１（ｂ）に示したコイル部品１と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。図１（ｃ）を参照すると、板状コア部材１４に対して、固定芯部８が下向きに形成されていることが分かる。
【００２３】
次に、バイモルフ型圧電体９の詳細な構成例について、図２と図３を参照しながら説明する。図２は、バイモルフ型圧電体９（圧電アクチュエータとも称する。）の拡大斜視図である。バイモルフ型圧電体９は、圧電材料からなる２枚の圧電矩形板２２ａ，２２ｂで、リン青銅を材質に用いた弾性板２１を挟んだ構造としている。弾性板２１は、中心電極として用いられる。圧電矩形板２２ａ，２２ｂの端部には、電極２３ａ，２３ｂが形成されている。電極−電極、又は電極−弾性板２１の間に駆動信号（信号電圧）を印加することで、バイモルフ型圧電体９を撓み変形させることができる。
【００２４】
バイモルフ型圧電体９には、電圧の印加によって効率的に撓み変形を起こす有効領域（図２では、有効長Ｌに相当する領域）と、電極２３ａ，２３ｂの双方から遠方に位置するため撓み変形が起こらないか、撓み変形が起こったとしても微小である領域（図２の斜線部で示される箇所）が存在する。撓み変形が起こりにくい領域を、可動芯部１１を接着するための接着固定領域２４としている。可動芯部１１を接着固定領域２４に接着固定すると、バイモルフ型圧電体９の撓み変形を妨げることなく、可動芯部１１を所望の変位量で動かすことができる。このとき、電極２３ａ,２３ｂが形成された部位およびその近傍は、上述のカップコア２に形成された切欠き部１３に挿入固定される。
【００２５】
次に、バイモルフ型圧電体９（圧電アクチュエータ）の駆動方式について、図３の模式図を参照して説明する。バイモルフ型圧電体９の駆動方式には、シリーズ型とパラレル型の２種類の方式があり、基本的には双方の方式を採用できる。図３（ａ）は、シリーズ型のバイモルフ型圧電体３９の構成例である。図３（ｂ）は、パラレル型のバイモルフ型圧電体４９の構成例である。
【００２６】
図３（ａ）に示すシリーズ型のバイモルフ型圧電体３９は、２枚の圧電矩形板３２ａ，３２ｂに弾性板３１を挟み込んだ構成としてある。それぞれの圧電矩形板３２ａ，３２ｂは、弾性板３１に向かう方向に分極処理が施されている。圧電矩形板３２ａ，３２ｂには、それぞれ正電極３３ａ，負電極３３ｂが形成される。バイモルフ型圧電体３９は、切欠部３４によって保持される。電圧源３０が印加する電圧Ｖ１は、正電極３３ａ，負電極３３ｂを介してバイモルフ型圧電体３９に印加される。そして、バイモルフ型圧電体３９は変位量：Δ１だけ変位する。
【００２７】
シリーズ型のバイモルフ型圧電体３９では、それぞれの圧電矩形板３２ａ，３２ｂに形成された正電極３３ａ，負電極３３ｂに電圧を印加する回路方式が採用される。シリーズ型のバイモルフ型圧電体３９の変位量：Δ１は、次式（１）によって求められる。
【００２８】
【数１】
2008091438.tif 000003
【００２９】
対して、図３（ｂ）に示すパラレル型のバイモルフ型圧電体４９も、２枚の圧電矩形板４２ａ，４２ｂに弾性板４１を挟み込んだ構成としてある。圧電矩形板４２ａには、正電極４３が形成されている。それぞれの圧電矩形板４２ａ，４２ｂは、弾性板４１から正電極４３に向かう方向に分極処理が施されている。バイモルフ型圧電体４９は、切欠部４４によって保持される。電圧源４０が印加する電圧Ｖ１は、正電極４３と弾性板４１を介してバイモルフ型圧電体４９に印加される。そして、バイモルフ型圧電体４９は変位量：Δ２だけ変位する。
【００３０】
パラレル型のバイモルフ型圧電体４９では、一方の圧電矩形板４２ａに形成された正電極４３と弾性板（リン青銅からなるため導電性がある）４１に電圧を印加する回路方式が採用される。パラレル型のバイモルフ型圧電体４９の変位量：Δ２は、次式（２）によって求められる。
【００３１】
【数２】
2008091438.tif 000004
【００３２】
ここで、式（１）と式（２）より、シリーズ型は係数が“３／２”であるが、パラレル型では係数が“３”であることが分かる。このため、バイモルフ型圧電体９（圧電アクチュエータ）をパラレル型で駆動させた場合、シリーズ型に対して２倍の変位量：Δ２だけ変位する。したがって、本発明に係るコイル部品１のように、電気特性の補正幅と調整幅を大きくするという目的においては、パラレル型を採用することが望ましい。
【００３３】
次に、バイモルフ型圧電体９に電圧を印加して撓み変形した状態と、撓み変形していない状態の例について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、コイル部品１の外観斜視図の例である。ただし、図４（ａ）は、既に説明した図１（ａ）と同様であるため、詳細な説明を省略する。図４（ｂ）は、バイモルフ型圧電体９を駆動していない状態における、コイル部品１のＡ−Ａ’線とＢ−Ｂ’線に沿った断面図の例である。図４（ｃ）は、バイモルフ型圧電体９を最大まで撓み変形（駆動）させた状態における、コイル部品１のＡ−Ａ’線とＢ−Ｂ’線に沿った断面図の例である。
【００３４】
図４（ｂ）は、バイモルフ型圧電体９に駆動信号（信号電圧）が印加されておらず、可動芯部１１が移動していない状態を示している。このとき、コイル部品１には、カップコア２−固定芯部７−可動芯部１１−固定芯部８−蓋コア６−カップコア２の順に、磁路２６が形成される。そして、固定芯部７−可動芯部１１−固定芯部８が同軸線２５上に整列しており、磁気ギャップは最小状態にある。このとき、固定芯部７、可動芯部１１、固定芯部８との間に境界面が存在するのみである。この状態で巻線コイル１０に電流を印加すると、高いインダクタンス値：Ｌが得られる。
【００３５】
対して、図４（ｃ）は、バイモルフ型圧電体９に駆動信号（信号電圧）が印加されており、可動芯部１１を最大まで撓み変形させた状態を示している。このとき、コイル部品１には、カップコア２−固定芯部７−可動芯部１１−固定芯部８−蓋コア６−カップコア２の順に、磁路２６が形成される。そして、固定芯部７−可動芯部１１−固定芯部８が同軸線２５上に対して、可動芯部１１がずれた状態となり、可動芯部１１の上下端面に磁気ギャップ２７が形成される。この状態で巻線コイル１０に電流を印加すると、図４（ｂ）の状態よりもインダクタンス値：Ｌは低くなる。
【００３６】
ここで、印加電圧の値と、電圧の印加に伴うバイモルフ型圧電体９の変位量、コイル部品１のインダクタンス：Ｌ値及び定格電流：ＩＤＣ（２０℃）の値の関係を表１に示す。このときのコイル部品１の仕様を、以下に記す。
・コイル部品１…縦寸法：５０ｍｍ×横寸法：５０ｍｍ×厚み寸法：３０ｍｍ
・巻線コイル１０…導電線直径：３００μｍ，巻数：１５ターン
・バイモルフ型圧電体９…有効長：２０ｍｍ，全体厚み：０．２５ｍｍ，弾性板厚み：０．０５ｍｍ，非線形補正係数α：２，駆動方式：パラレル型
【００３７】
【表１】
2008091438.tif 000005
【００３８】
表１より、バイモルフ型圧電体９へ印加する電圧値を０Ｖ〜１５．０Ｖに変化させることによって、インダクタンス値：Ｌは、１０．２μＨ〜０．８５μＨの範囲で変化することが分かる。また、定格電流値：ＩＤＣは、４．３Ａ〜２５．２Ａの範囲で変化することが分かる。ここで、インダクタンス値：Ｌは、次式（３）で与えられる。
【００３９】
【数３】
2008091438.tif 000006
【００４０】
今、可動芯部１１の移動、すなわち磁気ギャップの寸法変化を行うことなく、巻線コイル１０の巻数の調整によってインダクタンス値：Ｌを変化させることを考える。巻線コイル１０の巻数は、次式（４）より見積もることができる。そして、表１より、以下の条件を基準値とする。
・印加電圧：０Ｖ
・インダクタンス値：１０．２μＨ
・巻線コイル１０の仮想巻数：１５Ｔｓ
【００４１】
そして、係数：Ｘ＝μ０・μ・（Ａ／Ｌ）として式（３）に代入し、基準値における巻線コイル１０の巻回数：Ｎを算出する。
【００４２】
【数４】
2008091438.tif 000007
【００４３】
表１には、式（４）より算出された巻線コイル１０の巻回数：Ｔｓを、「仮想巻数」として示している。つまり、バイモルフ型圧電体９に駆動信号（信号電圧）を印加して可動芯部１１を駆動し、磁気ギャップ寸法を変化させるという一連の動作は、巻線コイル１０の巻回数を４．５Ｔｓ〜１５Ｔｓの範囲で調整した動作と同等であると言える。加えて、バイモルフ型圧電体９により駆動する可動芯部１１の変位量は、駆動信号（信号電圧）の制御によって無段階に変化させることができる。このため、コイル部品１の電気特性を補正し、調整できる範囲が広くなる。さらには、巻線コイル１０の巻回数を調整するだけでは対応できないような電気特性の微調整であっても十分に対応できる。
【００４４】
本実施形態例に係るコイル部品１は、巻線コイル１０によって励磁された磁束（磁路）と直交する方向に、少なくとも芯部を有した磁性体コアである可動芯部１１が移動可能に構成されていることが望ましい。このようにコイル部品を構成することで、コイル部品１の外形寸法、特に高さ寸法を変えることなく電気特性を調整し、補正できるようになる。磁気ギャップの寸法変化を発生させるにあたり、コイル部品１の外形寸法は変化させない構造としてある。このことから、コイル部品１を実装するには、最小限の実装スペースがあれば良い。このため、特許文献１または２に開示された従来のコイル部品（インダクタンス素子）の構造と比較して、コイル部品１の小型化の要求を満たすとともに、コイル部品１を実装する電子機器や電子回路基板の小型化に寄与するという効果がある。
【００４５】
また、モノモルフ型の圧電体よりも大きく撓み変形するバイモルフ型の圧電体を採用することによって、可動芯部１１の移動範囲が広がる。結果として、電気特性の補正幅と調整幅を広げることができる。また、バイモルフ型圧電体９に印加する電圧を細かく制御することで、バイモルフ型圧電体９の撓み変形する変位量も細かく制御できるため、コイル部品１の電気特性を高精度に調整し、補正できるという効果がある。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態例に係るコイル部品５０について、図５と図６を参照して説明する。まず、コイル部品５０の構成例について、図５を参照して説明する。ただし、図５と図６において、既に説明した図１と同様の部材については、同一符号を付すとともに、詳細な説明を省略する。図５（ａ）は、後述する巻線コイルを内蔵した直方体形状のコイル部品５０の外観斜視図である。コイル部品５０は、底面と、底面に対して垂直な４面とを一体成型したカップコア２と、コイル部品５０の上部を覆う蓋コア５６で外形が構成されている。カップコア２と蓋コア５６は、内蔵する巻線コイルと圧電体を保護するとともに、巻線コイルが発生する磁束を取り込んで磁路を生成する機能がある。カップコア２の周壁部上には、後述するバイモルフ型圧電体５９を固定する切欠き部５３ｂが形成される。なお、図５（ａ）では、図示しないが、切欠き部５３ｂが形成された周壁部の対辺上には、切欠き部５３ａが形成される。
【００４７】
図５（ｂ）は、コイル部品５０の分解斜視図である。以下に、本発明に係るコイル部品５０の構成例について、それぞれの部材毎に説明する。カップコア２の底面の中央付近には、直方体状の固定芯部５７が形成されている。固定芯部５７の上端面は、カップコア２の底面に対して平行である。カップコア２の４角部には、端子電極３，４が一対ずつ形成されている。端子電極３は、電圧を印加することで大きく撓み変形するバイモルフ型圧電体５９と、図示しないコイル部品５０の実装基板とを接続するために用いられる。端子電極４は、コイルを巻きつけた巻線コイル１０のコイル端末部５と、図示しない実装基板とを接続するために用いられる。カップコア２の周壁部上であって、２つの端子電極（圧電体用）３と端子電極（巻線コイル用）４の間には、バイモルフ型圧電体５９の両端である圧電体端子６２ａ，６２ｂを挿入し、固定する切欠き部５３ａ，５３ｂが形成される。
【００４８】
蓋コア５６には、焼結フェライトや金属系磁性材料等が材質に用いられる。蓋コア５６を構成する板状コア部材１４の下面中央付近には、下端面が板状コア部材の幅広面に対して並行に形成された固定芯部５８が形成される。
【００４９】
可動芯部６１にも、焼結フェライトや金属系磁性材料等が材質に用いられる。可動芯部６１は、縦断面の形状が長方形である六面体として形成されている。その長方形状の上下面は、カップコア２に形成された固定芯部５７の上端面、そして蓋コア５６に形成された固定芯部５８の下端面と、組み合わせたときに合致する形状としてある。このため、電圧を印加していない状態では、固定芯部５７，５８と可動芯部６１とは互いに接触して静止し続けるため、インダクタンス値：Ｌは変化しない。一方、電圧を印加した状態では、バイモルフ型圧電体５９の撓み変形によって可動芯部６１が動くため、インダクタンス値：Ｌが変化する。バイモルフ型圧電体５９の可動芯部６１、カップコア２の固定芯部５７，蓋コア５６の固定芯部５８は、それぞれ磁性体部と非磁性体部を横方向に交互に積層した構造である。このように、芯部を有した磁性体コアは、固定芯部５７，５８と可動芯部６１とに分割されている。
【００５０】
可動芯部６１は、バイモルフ型圧電体５９の中央部に接着剤等の手段によって固定される。両方の端部はカップコア２に形成された切欠き部５３ａ，５３ｂに挿入固定される。このように、バイモルフ型圧電体５９は、いわゆる両持ち構造としてある。駆動信号（信号電圧）が印加されたバイモルフ型圧電体５９は、切欠き部５３ａ，５３ｂを固定点として撓み変形する。バイモルフ型圧電体５９の撓み変形により、巻線コイル１０によって励磁された磁束と直交する方向に可動芯部６１を移動可能としている。この結果、カップコア２−固定芯部５７−可動芯部６１−固定芯部５８−蓋コア５６−カップコア２によって形成される磁路中に可変な磁気ギャップが形成される。バイモルフ型圧電体５９に印加された駆動信号（信号電圧）によって、可変な磁気ギャップ寸法を調整することで、コイル部品５０の電気特性を多様に対応させることができる。
【００５１】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示したコイル部品５０を、ｘ方向に正面視した分解斜視図の例である。各部材には、図５（ｂ）と同一符号を付す。なお、コイル部品５０の構成は、図５（ｂ）に示したコイル部品５０と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。図５（ｃ）を参照すると、板状コア部材１４に対して、固定芯部５８が下向きに形成されていることが分かる。
【００５２】
次に、バイモルフ型圧電体５９に電圧印加して撓み変形した状態と、撓み変形していない状態の例について、図６を参照して説明する。図６（ａ）は、コイル部品５０の外観斜視図の例である。ただし、図６（ａ）は、既に説明した図５（ａ）と同様であるため、詳細な説明を省略する。図６（ｂ）は、バイモルフ型圧電体５９を駆動していない状態における、コイル部品５０のＣ−Ｃ’線とＤ−Ｄ’線に沿った断面図の例である。図６（ｃ）は、バイモルフ型圧電体５９を最大まで撓み変形（駆動）させた状態における、コイル部品５０のＣ−Ｃ’線とＤ−Ｄ’線に沿った断面図の例である。
【００５３】
図６（ｂ）は、バイモルフ型圧電体５９に駆動信号（信号電圧）が印加されておらず、可動芯部６１が移動していない状態を示している。このとき、コイル部品５０には、カップコア２−固定芯部５７−可動芯部６１−固定芯部５８−蓋コア５６−カップコア２の順に、磁路６６が形成される。そして、カップコア２の固定芯部５７，可動芯部６１，蓋コア５６の固定芯部５８に形成された磁性体部、非磁性体部の配列が一様に揃っている。このため、巻線コイル１０に電流を印加して励磁された磁束は磁性体部のみを通過する。このため、高いインダクタンス値：Ｌを得ることができる。
【００５４】
対して、図４（ｃ）は、バイモルフ型圧電体５９に駆動信号（信号電圧）が印加されており、可動芯部６１を最大まで撓み変形させた状態を示している。このとき、コイル部品５０には、カップコア２−固定芯部５７−可動芯部６１−固定芯部５８−蓋コア５６−カップコア２の順に、磁路５６が形成される。バイモルフ型圧電体を最大まで撓み変形させた状態では、可動芯部がずれることとなる。つまり、カップコア２と蓋コア５６の芯部の磁性体部と非磁性体部の配置に対して、可動芯部の磁性体部と非磁性体部の配置が逆になることで、磁気ギャップを形成したことと同様の作用となる。この状態で巻線コイル１０に電流を印加すると、図４（ｂ）の状態よりもインダクタンス値：Ｌは低くなる。
【００５５】
また、例えばバイモルフ型圧電体５９が最大変形量の半分だけ撓み変形すると、カップコア２と蓋コア５６の固定芯部５８の磁性体部と非磁性体部の配置に対して、可動芯部６１の磁性体部と非磁性体部の配置は、磁性体部及び非磁性体部が互いに半分ずつずれた状態となる。この場合、可動芯部６１は完全なる磁気ギャップにはならないものの、バイモルフ型圧電体を駆動させない場合と比較して磁気抵抗は増大する。このため、インダクタンス値：Ｌは低下する。
【００５６】
第２の実施形態例に係るコイル部品５０は、第１の実施形態例における作用、効果と同様に、バイモルフ型圧電体５９による可動芯部６１の移動は、駆動信号（信号電圧）の制御によって無段階に変化させることができる。このため、電気特性を補正し、調整可能な範囲が広範囲となる。さらに、巻線コイル１０の巻回数の調整では対応不可能な微調整領域においても十分に対応できるという効果がある。
【００５７】
次に、本発明の第３の実施形態例に係る電子回路の例について、図７を参照して説明する。上述した第１と第２の実施形態例に係るコイル部品は、インダクタンス値：Ｌや定格電流：ＩＤＣ等に代表される電気特性について、わずかな製品バラつきを補正するような微調整程度の狭範囲から、巻線コイルの巻数を変化させるほどの広範囲まで広く対応することができる。
【００５８】
すなわち、本発明に係るコイル部品を用いることによって、従来、アナログ方式で駆動していた電子回路（例えば、電源回路）を、一機種で一仕様の回路構成とすることができる。そして、プログラムを書き換える作業のみで、多様な電源スペック（電流、電圧、出力、レスポンス等）に対応させるようなデジタル方式の電子回路に応用することが可能となる。
【００５９】
図７は、本発明のコイル部品を採用した、デジタル駆動方式で制御する電子回路の内部構成例である。電子回路７０は、入力した直流電力を別の直流電力に変換する直流／直流変換装置（ＤＣ／ＤＣコンバータ）として用いられる電源装置である。入力した直流電力は、ＰＷＭ駆動信号により、オン・オフ駆動するスイッチング回路７１で交流電力に変換される。変換された交流電力は、交流を直流に整流し、平滑する平滑回路７２に供給され、直流電力として出力される。平滑回路７２は、本発明のコイル部品を内蔵するチョーク入力形としてある。
【００６０】
平滑回路７２から出力される出力電圧の変動を抑えるため、検出部７３で出力電圧が検出される。検出された出力電圧は、従来用いたエラーアンプと補償回路に代えて、交流／直流変換部（ＡＣ／ＤＣコンバータ）７４に供給される。直流／交流変換部７４では、検出部７３から供給された出力電圧と、基準電圧供給部７５から供給される基準電圧を入力とする。交流／直流変換部７４は、生成したフィードバック電圧をデジタル信号処理部（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）７６に供給する。デジタル信号処理部７６は、生成したＰＷＭ駆動信号をスイッチング回路７１に供給する。このようにＰＷＭ駆動信号が供給されることで、全体のフィードバック制御が行われている。
【００６１】
本発明に係るコイル部品をデジタル駆動方式の電子回路７０に搭載することで、インダクタンス値：Ｌを適宜最適化できる。つまり、電源の応答スピードを変化させるためにスイッチング周波数（ｆｒ）を変更したり、負荷電流を変更したりする場合等に、電子回路７０を好適に動作させることが可能となる。
【００６２】
このことは、リアクタンス：ＸＬの算出式（５）から見積もることができる。
ＸＬ＝２πｆ・Ｌ…（式５）
【００６３】
例えば、ｆｒ＝１ＭＨｚの時に４．７μＨのインダクタンスが必要であれば、ｆｒ＝２ＭＨｚの時、必要とされるインダクタンス値：Ｌは、２．３５μＨと算出される。さらに、ｆｒ＝４ＭＨｚであれば、必要とされるインダクタンス値：Ｌは、約１．２μＨと算出される。つまり、電気特性の仕様変更は、上述した表１に示されるインダクタンス値：Ｌの変化範囲に包含される。このため、本発明に係るコイル部品を好適に採用できることが示される。
【００６４】
本実施形態例に係る電子回路７０は、本発明のコイル部品を搭載しているため、コイル部品の電気特性のバラつきの補正と調整を高精度で行うことができる。このため、調整効率に優れた電子回路を形成することができる。そして、プログラムの変更によって多様な仕様に対応するデジタル制御の電子回路（例えば、電源装置）に、コイル部品を搭載する場合を想定する。このような場合であっても、基板上に搭載されたコイル部品を付け替えることなく、駆動信号（信号電圧）によってコイル部品の電気特性を多様に変化させ、電気特性の補正や調整に容易に対応できるという効果がある。
【００６５】
以上説明した第１〜第３の実施形態例に係るコイル部品及びコイル部品を用いた電子回路は、簡素な構造としてある。この構造として、芯部を有した磁性体コアは固定芯部と可動芯部とに分割されていることが望ましい。また、このため、電気制御で電気特性を補正し、調整することが容易に行えるという効果がある。このため、電気特性の補正幅と調整幅を大きく、かつ高精度に行うことができ、小型化の要求を満たすという効果がある。また、このコイル部品を採用した電子回路は、多様な動作仕様に対応できるため、電気的な効率に優れるという効果がある。そして、コイル部品の実装スペースを過度に大きくする必要がなくなることから、本発明のコイル部品を用いた電子回路基板、あるいは電子機器を小型化する際に有利となるという効果がある。また、電圧を印加したことによる可動芯部の動作は、移動するだけであり、巻線コイルによって励磁された磁束の経路、すなわち磁路の距離（磁路長）が電気特性の調整に伴い変化することがない。このため、磁性体コアを移動させる圧電体の動作だけが電気特性の補正と調整に寄与することとなり、インダクタンス値：Ｌの制御を容易に行えるようになるという効果がある。
【００６６】
また、本実施形態例に係るコイル部品において、圧電体は、巻線コイルによって励磁された磁束（磁路）と直交する方向に、可動芯部を移動可能に構成されていることが望ましい。このようにコイル部品を構成することで、コイル部品の外形寸法、特に高さ寸法を変えることなく電気特性を調整し、補正できるようになる。そして、磁気ギャップの寸法変化を発生させるにあたり、コイル部品の外形寸法は変化させない構造としてある。このことから、コイル部品を実装するには、最小限の実装スペースがあれば良い。
【００６７】
また、モノモルフ型の圧電体よりも大きく撓み変形するバイモルフ型の圧電体を採用することによって、可動芯部の移動範囲が広がる。結果として、電気特性の補正幅と調整幅を広げることができるという効果がある。また、圧電体に印加する電圧を細かく制御することで、圧電体の撓み変形する変位量も細かく制御できる。このため、コイル部品の電気特性を高精度に調整し、補正できるという効果がある。
【００６８】
また、移動可能に構成される磁性体コアを可動芯部として構成することによって、バイモルフ型の圧電体に信号電圧を印加し磁気ギャップを大きくした際に漏れる磁束を、カップコアおよび蓋コアによってシールドすることができる。結果、外部の電子機器または電子部品に対して、漏れ磁束による悪影響を及ぼすことがないという効果がある。
【００６９】
なお、上述した第１と第２の実施形態例では、可動芯部を駆動するためにバイモルフ型圧電体を用いるようにしたが、モノモルフ型圧電体を用いて可動芯部を動かすようにしても、変位量は小さいが同様の機能、効果を得ることができる。また、モノモルフ型圧電体を用いたコイル部品を電子回路に実装した場合であっても上述した第３の実施の形態例と同様の機能、効果を得ることができる。
【００７０】
また、上述した第１と第２の実施形態例では、パラレル型のバイモルフ型圧電体を用いるようにしたが、シリーズ型のバイモルフ型圧電体を用いて可動芯部を動かすようにしても、変位量は小さいが同様の機能、効果を得ることができる。また、シリーズ型のバイモルフ型圧電体を用いたコイル部品を電子回路に実装した場合であっても上述した第３の実施の形態例と同様の機能、効果を得ることができる。
【００７１】
また、上述した第３の実施形態例では、本発明に係るコイル部品を実装した電子回路として電源装置に適用した例として説明したが、その他の電子回路に対して、本発明に係るコイル部品を実装するようにしてもよい。
【００７２】
また、可動芯部は、巻線コイルによって励磁された磁束（磁路）と直交する方向に、少なくとも芯部を有した磁性体コアである可動芯部が移動可能に構成されていればよい。このため、可動芯部の形状は、上述した実施の形態例によらず様々な形状をとりうる。また、可動芯部を移動させる方向は、磁束（磁路）と直交する方向だけに限らず、コイル部品の外形的な寸法を変更させることなく磁気ギャップの寸法変化を生じさせるように構成すれば、種々の変更が可能である。
【００７３】
また、上述した第１〜第３の実施形態例では、１本のバイモルフ型圧電体によって可動芯部を支持し、蓋コアとカップコアに形成された芯部との間で可動芯部を動かすことでインダクタンス値：Ｌを調整するようにした。ここでは、蓋コアとカップコアに形成された芯部と、可動芯部の変形例について、図８を参照して説明する。図８は、他の実施形態例に係るコイル部品８０の可動芯部８１の例を示した構成図である。ただし、図８において、既に説明した図１と同様の部材については、同一符号を付すとともに、詳細な説明を省略する。
【００７４】
図８（ａ）は、バイモルフ型圧電体に電圧を印加していない状態で、図示しない蓋コアを取り外したコイル部品８０を上面視した例である。カップコア２には、周壁部の中心付近に切欠き部８３ａ，８３ｂが形成される。そして、円柱状の可動芯部８１が、巻線コイル１０の中心に据えられている。可動芯部８１は、切欠き部８３ａから可動芯部８１の中心軸に向かって伸ばされたバイモルフ型圧電体８９ａと、切欠き部８３ｂから可動芯部８１の中心軸に向かって伸ばされたバイモルフ型圧電体８９ｂとによって支持されている。
図８（ｂ）は、バイモルフ型圧電体に電圧を印加していない状態における、蓋コアの固定芯部８８と、可動芯部８１と、カップコア２の固定芯部８７の分解斜視図の例である。蓋コアの固定芯部８８と、可動芯部８１と、カップコア２の固定芯部８７は、高さが異なる円柱形状としてあり、磁性体部と非磁性体部とを円周に沿って交互に配した構成としてある。ここで、可動芯部８１に注目すると、両端面が扇形の柱状に形成した磁性体部８１ａと、同じく両端面が扇形の柱状に形成した非磁性体部８１ｂとを円周方向に交互に積層してある。そして、複数の磁性体部８１ａと非磁性体部８１ｂとを円周方向に積層することで、全体が円柱状に形成されている。同様に、カップコア２の固定芯部８７，蓋コアの固定芯部８８も、両端面が扇形の柱状に形成した磁性体部８７ａ，８８ａと非磁性体部８７ｂ，８８ｂとが交互に配され、円柱状に形成されている。バイモルフ型圧電体８９ａ，８９ｂに電圧が印加されていない状態では、バイモルフ型圧電体８９ａ，８９ｂは撓み変形していない。このため、磁性体部８７ａ，８１ａ，８８ａ、非磁性体部８７ｂ，８１ｂ，８８ｂは、円周方向に同じ位置で高さ方向に積層された状態となる。
【００７５】
図８（ｃ）は、バイモルフ型圧電体に電圧を印加した状態で、図示しない蓋コアを取り外したコイル部品８０を上面視した例である。このとき、バイモルフ型圧電体８９ａ，８９ｂは、可動芯部８１の中心軸に対して逆方向に撓み変形していることが分かる。
図８（ｄ）は、バイモルフ型圧電体に電圧を印加した状態における、蓋コアの固定芯部８８と、可動固定芯部８０と、カップコア２の固定芯部８７の分解斜視図の例である。電圧を印加した状態では、バイモルフ型圧電体８９ａ，８９ｂが撓み変形することにより、可動芯部８１が微小に回転駆動する。このとき、磁性体部８７ａ，８８ａと非磁性体部８１ｂとが、円周方向に同じ位置で高さ方向に積層された状態となる。このように磁性体部と非磁性体部が配置されることによって磁気ギャップと同等の作用とみなすことができる。
このように、磁性体部と非磁性体部とを交互に配した芯部材を用いた場合であっても、上述した第１と第２の実施形態例と同様の機能、効果が得られる。また、このコイル部品８０を電子回路に実装した場合、上述した第３の実施形態例で述べた機能、効果が得られることも言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態例に係るコイル部品の例を示した構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態例に係るバイモルフ型圧電体の例を示した構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態例に係るバイモルフ型圧電体のシリーズ型とパラレル型の例を示した構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態例に係るバイモルフ型圧電体の動作例を示した構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態例に係るコイル部品の例を示した構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態例に係るバイモルフ型圧電体の動作例を示した構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態例に係るコイル部品を搭載した電子回路（電源回路）の内部構成例を示した構成図である。
【図８】本発明の他の実施形態例に係る可動芯部の例を示した構成図である。
【図９】従来のコイル部品の例を示した断面構成図である。
【図１０】従来のコイル部品を搭載した電子回路（電源回路）の内部構成例を示した構成図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…コイル部品、２…カップコア、３…端子電極（圧電体用）、４…端子電極（巻線コイル用）、５…コイル端末部、６…蓋コア、７，８…固定芯部、９…バイモルフ型圧電体、１０…巻線コイル、１１…可動芯部、１２…圧電体端子、１３…切欠き部、１４…板状コア部材、２１…弾性板、２２ａ，２２ｂ…圧電矩形版、２３ａ，２３ｂ…電極、２４…接着固定領域、２５…同軸線、２６…磁路、２７ａ，２７ｂ…磁気ギャップ、５０…磁気コイル、７０…電子回路
【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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