(57)【要約】  【課題】巻線が傷つくことなくフェライトケースとフェライトコアで形成される空間を最小限に保つことで高いインダクタンス値を持ったインダクタンス素子を提供する。  【解決手段】フェライトコア１７に巻線１５を巻回してなるコイル１４を配置するための収納部１２を有するケースコア１１であって、上記収納部１２が開口した有底筒状をなすとともに、収納部１２の側面に対向する一対の凹部１３を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライトコアに巻線を巻回してなるコイルを配置するための収納部を有するケースコアであって、上記収納部が開口した有底筒状をなすとともに、収納部の側面に対向する一対の凹部を有したことを特徴とするケースコア。
【請求項２】
上記収納部の底面に上記凹部と連続する凹部を有することを特徴とする請求項１に記載のケースコア。
【請求項３】
上記収納部が角部を有する形状であり、各角部に外周に向かって突出する切欠部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のケースコア。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のケースコアの収納部に、コイルを配置してなるインダクタであって、上記コイルにおける巻線部を上記凹部に対応するように配置することを特徴とするインダクタ。
【請求項５】
上記コイルは、巻芯部と、該巻芯部の両端にそれぞれ形成された鍔部および各鍔部に連続する脚部とからなるフェライトコアの巻芯部に巻線を巻回するとともに、該巻線の両端を各脚部に接続してなり、上記脚部の端部がケースコアより突出するように配置することを特徴とする請求項４に記載のインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフェライトコアに巻線を巻回してなるコイルを収納するケースコアに関するとともに、携帯電話や簡易型携帯電話などの移動体通信機器に使用される表面実装型のインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話のフィルター回路等には、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、巻芯部２６の両端にそれぞれ形成された鍔部２７および各鍔部２７に連続する脚部２８を持ち、各脚部２８に電極３３を有するフェライトコア１７の巻芯部２６に巻線１５を巻回してなるコイル１４がインダクタ３０として用いられている。また、図７（ｃ）に示すように巻芯部２６の両端にそれぞれ形成された鍔部２７を持ち、いずれか一方の鍔部２７に電極３３を有するフェライトコア１７の巻芯部２６に巻線１５を巻回してなるコイル１４がインダクタとして用いられている。そして、これらインダクタは、インピーダンスマッチングなどの作用をなす（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、昨今要求が高まってきた電源回路等のノイズ除去作用等をなすために必要なインダクタンス値は、図７に示される構造では得ることができなかった。必要なインダクタンス値が得られない主たる要因は、図８（ａ）〜（ｃ）に磁束の流れを示すように図７（ａ）〜（ｃ）のコイル１４の構造では、磁束１８が空気中を通りやすい構造になっており、磁束１８が減衰しやすいためである。
【０００４】
この磁束１８の流れを良好に保つために、図９に示されるようにコイル１４を、収納部１２を有する筒状のケースコア３４に配置し、インダクタ３０を形成するという提案がなされていた（特許文献２参照）。
【０００５】
このインダクタ３０は、図９に示すように巻芯部２６の両端にそれぞれ形成された鍔部２７および各鍔部２７に連続する脚部２８を備え、各脚部２８に電極３３を有するフェライトコア１７の巻芯部２６に巻線１５を巻回し、この巻線１５の終端を脚部２８の電極３３に接続してコイル１４とした後、そのコイル１４と筒状のケースコア３４を側面にエポキシ樹脂（不図示）を塗布し固定することで形成されている。
【０００６】
フェライトコア１７は、フェライトを主成分とした材料からなり、各脚部２８の電極３３は、Ａｇ等からなるペーストを塗布して焼き付け処理した後、電解メッキ等によりＮｉ層等を形成し、さらにその上層に電解メッキ等によりＳｎ層またＳｎＰｂ層等を形成することによって作製される。コイル１４はフェライトコア１７の脚部２８の底面に形成された電極３３に巻線１５の終端を熱圧着する事により作製される。
【特許文献１】特開２００２−１７０７１７
【特許文献２】特開２０００−１８２８３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図９（ａ）に示すような筒状のケースコア３４を用いたインダクタ３０は、図９（ａ）に示すように、上部の磁束１８が依然として空気中を通るため、磁束１８の減衰が完全には解消されておらず電源回路のノイズ除去に必要なインダクタンス値が十分に得られないことがあった。
【０００８】
また、図９（ｂ）に示すように巻線１５がフェライトコア１７の巻芯部２６の外周から突出する構造になっており、巻線１５がケースコア３４に接触し断線破損することがあった。
【０００９】
これを防止するために図９（ｂ）に示すようにケースコア３４の内寸とコイル１４のフェライトコア１７の間には０．１５ｍｍ前後の適切な空間１６を設ける必要がある。これは通常、巻芯部２６に巻回される巻線１５として約φ０．０４ｍｍの銅線を使用し、この巻線１５とケースコアの間隔を０．１０ｍｍ前後に保つためであるが、図９（ｂ）に示すように、空間１６を磁束１８が通おらざるを得ないため、さらなる磁束１８の減衰が起こり、インダクタンス値の低下をもたらしていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の問題を解決するため、本発明のケースコアは、フェライトコアに巻線を巻回してなるコイルを配置するための収納部を有するケースコアであって、上記収納部が開口した有底筒状をなすとともに、収納部の側面に対向する一対の凹部を有したことを特徴とする。
【００１１】
また、上記収納部の底面に上記凹部と連続する凹部を有することを特徴とする。
【００１２】
また、上記収納部が角部を有する形状であり、各角部にケースコアの外周に向かって突出する切欠部を有することを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、上記いずれかに記載のケースコアの収納部に、コイルを配置してなるインダクタであって、上記コイルにおける巻線部を上記凹部に対応するように配置することを特徴とする。
【００１４】
さらにまた、上記コイルは、巻芯部と、該巻芯部の両端にそれぞれ形成された鍔部および各鍔部に連続する脚部とからなるフェライトコアの巻芯部に巻線を巻回するとともに、該巻線の両端を各脚部に接続してなり、上記脚部の端部がケースコアより突出するように配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によればフェライトコアに巻線を巻回してなるコイルを配置するための収納部を有するケースコアの上記収納部が開口した有底筒状をなすとともに、収納部の側面に対向する一対の凹部を有することで、巻線を傷つけることが無く、磁束を減衰させるケースコアとコイルのフェライトコアとの空間を最小限に留めることが可能となる。
【００１６】
さらに、上記収納部の底面に上記凹部と連続する凹部を有することで、巻線を傷つけることなく、さらに磁束の不均一性を生むケースコアとコイルのフェライトコアとの空間を最小限に留めることが可能となる。
【００１７】
さらに、上記収納部が角部を有する形状であり、各角部にケースの外周に向かって突出する切欠部を有することで、さらにフェライトコアの破損を発生させることなく磁束を減衰させるケースコアとフェライトコアとの空間を最小限に留めることが可能となる。
【００１８】
上記いずれかに記載のケースコアの収納部に、コイルを配置してなるインダクタであって、上記コイルにおける巻線部を上記凹部に対応するように収納することで高いインダクタンス値を得るインダクタが製造可能となる。
【００１９】
また、上記コイルは、巻芯部と、該巻芯部の両端にそれぞれ形成された鍔部および各鍔部に連続する脚部とからなるフェライトコアの巻芯部に巻線を巻回するとともに、該巻線の両端を各脚部に接続してなり、上記脚部の端部がケースコアより突出するように収納部に配置する。このことにより、磁束が電極を通ることで減衰することを効果的に防ぎ、なおかつ回路基板への実装の後、容易にハンダフリットの確認が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、図１（ａ）に示すように、コイルを配置するための収納部１２を有するケースコア１１であって、図１（ｂ）に示すように上記ケースコア１１の収納部１２に、フェライトコア１７に巻線１５を巻回してなるコイル１４を収納してインダクタ３０を構成するものである。
【００２１】
このコイル１４を形成するフェライトコア１７は、巻芯部２６と、その両端に形成された脚部と、脚部に形成された電極３３とからなり、巻線１５の終端部を電極３３に熱圧着して接続して、コイル１４をなし、ケースコア１１の収納部１２にコイル１４を配置してエポキシ系の接着剤などを使用してケースコア１１に固定する。
【００２２】
ここで、本発明のケースコア１１は、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＺｎＯ等からなるフェライト材からなり、上記収納部１２が開口した有底筒状をなし、収納部１２の側面に対向する一対の凹部１３を有していることを特徴とする。
【００２３】
この凹部１３は、図１（ｂ）に示すようにケースコア１１を用いたインダクタ３０を形成した場合、ケースコア１１の収納部１２に収納するコイル１４の巻線１５が対応するように形成されており、図２（ａ）に示す平面図のように、コイル１４の巻線１５とケースコア１１とが接触することなく空間１６ａを巻線１５の径以上で、適切に狭く保つことができるため、巻線１５の被覆が剥げたり傷つくことで巻線１５間で短絡することを防ぐことが可能となる。同時に、ケースコア１１とフェライトコア１７間の他の空間１６ｂを極めて狭く設定することができ、フェライトコア１７とケースコア１１で形成される磁束１８の流れを減衰させる大気の存在する空間１６ｂを最小限に留めることができるため、図２（ｂ）に示すように、磁束１８の流れを良好に保つことが可能となり、高いインダクタンス値を得ることができる。
【００２４】
上記収納部１２は、コイル１４の外形と同様な形状をしており、コイル１４をケースコア１１に配置する際に接触しない範囲で空間１６ａ、１６ｂをできるだけ小さくなるように設定される。
【００２５】
また、上記ケースコア１１に形成する凹部１３は、図１（ａ）に示すように、収納部１２の側面に対向するように設けられていればよく、この場合、コイル１４を配置する際に底面にエポキシ系等の樹脂を塗布することでコイル１４を固定すると同時に巻線１５の被覆を保護することも可能となる。
【００２６】
さらに、上記凹部１３は、図３（ａ）に示すように側面から底面に連続して形成することが好ましい。
【００２７】
これによってケースコア１１の底部１９とケースコア１１の収納部１２に配置するコイル１４のフェライトコア１７の空間１６をさらに最小限にし、磁束１８の流れを良好に保つためである。
【００２８】
この場合も、コイル１４を固定する際に底部にエポキシ系等の接着時を入れることでコイル１４を固定すると同時に、巻線の被覆を保護することも可能となる。
【００２９】
また、ケースコア１１の収納部１２の内周面２１と凹部１３の連結部２２を図３（ａ）に示すように滑らかな面で連結されていることが好ましく、連結部２２の鋭角がケースコア１１の破損の起点となることを防止し、かつ巻線１５の被覆が剥がれ断線破損し、巻線間で短絡することを防止するためである。連結部２２の曲率半径Ｒが０．０２ｍｍ未満である場合、その連結部には応力の集中が起こり破棄起点となり、著しくケースコアの破壊強度を低下させる。このため、連結部２２は曲率半径Ｒを０．０２ｍｍ以上で構成されていることが好ましい。
【００３０】
さらに、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ケースコア１１の収納部１２が角部を有する形状であり、各角部にケースコア１１の外周に向かって突出するような切欠部２４を形成することが好ましい。
【００３１】
これは、磁束１８の流れを良好に保つために、ケースコア１１の収納部１２の内寸とフェライトコア１７の外寸を近似させた場合に、コイル１４を配置する時にケースコア１１とフェライトコア１７が接触して破損するのを防止するためである。
【００３２】
また、フェライトコア１７の角部も曲率半径Ｒを０．１ｍｍ以下とすることが好ましく、これに応じて切欠部２４の幅Ｌは、直径０．５ｍｍ以上の円弧状もしくは長さ０．５ｍｍ以上の多角形状であることが好ましい。さらに、図３（ｃ）に示すように、切欠部２４は収納部１２の側面２５の４つの角部だけでなく、収納部１２の底面１９の角部にも形成されることが好ましい。
【００３３】
またさらに、ケースコア１１とフェライトコア１７を形成する材料の透磁率は、その差違が３００以内にあることが望ましい。これは各々の材料の透磁率の差違が３００を越えるとＱ値などインダクタの周波数特性の劣化が発生するためである。透磁率の差違が３００以内にある場合、高いインダクタンス値を持ちつつ、Ｑ値の周波数特性の劣化を効果的に防止することが可能となる。
【００３４】
ここで本発明のケースコア１１及びインダクタ２０の製造方法について説明する。
【００３５】
上記ケースコア１１とフェライトコア１７はＮｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトから成り、特に周波数や表面抵抗の問題からＮｉ−Ｚｎ系のフェライトから成ることが好ましく、例えばＮｉ−Ｚｎフェライトから成る場合、Ｆｅ２Ｏ３を４７〜５１モル％、ＮｉＯを１０〜１４モル％、ＺｎＯを３１〜３５モル％を必須成分とし、さらにＣｕＯを０〜４モル％、その他微量成分を含有してなる原料粉末に、所望のバインダーを添加混合した後、金型に充填して加圧することによって所望の形状に成形し、得られた成形体を９００〜１３００℃の範囲にて焼成する。ここでケースコア１１は少なくとも収納部１２の側面２５に対向する一対の凹部１３を有することが重要になる。
【００３６】
しかる後、フェライトコア１７については得られた焼結体に電極３３を作製するため、ディッピングやスクリーン印刷、転写などの方法を使用しＡｇやＡｇＰｄなどの厚膜を印刷し焼成を行い厚膜を焼き付ける。そして、厚膜上にＮｉやＣｕ、Ｓｎ、Ｓｎ／Ｐｂ、Ａｕなどを用途、要求に合わせ幾層かメッキ処理にて作製する。このメッキ処理は厚膜印刷を行ったフェライトコア１７を作製したいメッキ層成分の溶けたメッキ液に浸し電流を流すことによりフェライトコア１７の厚膜上に所定のメッキ層を形成し、フェライトコア１７全体に付着したメッキ層を洗浄することによって得ることができる。
【００３７】
このようにして得られたインダクタ３０は、特に図４（ａ）に示すように、巻芯部２６と、該巻芯部２６の両端にそれぞれ形成された鍔部２７および各鍔部２７に連続する脚部２８とからなるフェライトコア１７の巻芯部２６に巻線１５を巻回するとともに、該巻線１５の両端を各脚部２８に接続してなり、上記脚部２８の端部がケースコア１１より突出するように配置することを特徴とする。
【００３８】
上述のようなケースコア１１の収納部１２に脚部２８を突出するようにコイル１４を配置することで高いインダクタンス値を得ることができる。さらに、上記端部をケースコア１１より突出するように配置することで、図４（ｂ）に示すように磁束１８が電極３３を通過し、減衰することを防止することができ、さらに、磁束１８の流れを良好に保つことが可能となり、高いインダクタンス値を得ることができる。
【００３９】
また、このように脚部２８を突出してケースコア１１に配置することで、インダクタ３０を回路基板３１に実装し電気回路を作成した後に、ハンダ３２が確実にインダクタ３０に濡れているか確認することができる。この場合、画像解析もしくは肉眼での確認を容易に行うためにもその突出寸法Ｍは０．３ｍｍ以上であることが好ましい。
【００４０】
なお、本発明のケースコア１１またインダクタ３０は、上述の実施形態に限定されるものではなく、様々な形状のケースコアおよびフェライトコアであっても、そのケースコアとフェライトコア間の空間を最小限に保つ凹部を有するものであればよく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。
【実施例】
【００４１】
（実施例１）
以下、本発明の実施例を説明する。
【００４２】
まず、透磁率１６０のＮｉ−Ｚｎフェライト材料にて各寸法を表１に示す寸法を持った図５（ａ）に示すようなフェライトコア１７と図５（ｂ）に示すような有底筒状で収納部１２の側面に対向する一対の凹部１３を有するケースコア１１、図５（ｃ）に示すような底面にも凹部１３を有するケースコア１１、図５（ｄ）に示すように収納部１２に切欠部を有するケースコア１１を作成した。なお、各寸法Ａ〜Ｌは表１に示す如く値とする。
【表１】
2005158976.tif 000003
【００４３】
また、そのフェライトコア１７の脚部２８に塗布焼き付けによってＡｇ層を形成し、その上にＮｉ層とＳｎ層を電解メッキによって形成した。得られたフェライトコア１７の巻芯部２６に巻線１５としてφ０．０５ｍｍのウレタンコーティングされた銅線を２６回巻き回し、電極３３にその両端を圧着することでコイル１４を得た。
【００４４】
そして、このコイル１４を図５（ｂ）のケースコア１１の底面にエポキシ樹脂を塗布して収納部１２に固定した。また、同様にコイル１４を図５（ｃ）のケースコア１１の底面にエポキシ樹脂を塗布して収納部１２に固定した。
【００４５】
また、同様にコイル１４を図５（ｄ）のケースコア１１の底面にエポキシ樹脂を塗布して固定した。
【００４６】
また、比較例として図５（ｅ）に示すように、図５（ｂ）〜（ｄ）と同一寸法であって凹部１３を有していない筒状のケースコア３４の側面にエポキシ樹脂を塗布して固定した。
【００４７】
図５（ａ）〜（ｄ）に示すインダクタについては図６（ａ）に示すように各インダクタにおけるコイル１４のフェライトコア１７とケースコア１１の側面との空間１６の距離Ｎは０．０５ｍｍとなる。また、比較例である図５（ｅ）のケースコア３４を使用した場合、図６（ｂ）に示すように空間１６の距離Ｎ’は０．２５ｍｍとなった。
【００４８】
そして得られた各インダクタ試料のインダクタンス値をインピーダンスアナライザーを使用して測定した。
【００４９】
その結果を２に示す。
【表２】
2005158976.tif 000004
【００５０】
表２の結果から明らかなように、図５（ｂ）に示す有底筒状で収納部１２の側面に対向する一対の凹部１３を有するケースコア１１試料を使用した場合、そのインダクタンス値は９．３２μＨであった。また、図５（ｃ）に示すように底面にも凹部１３を有するケースコア１１試料を使用した場合のインダクタンス値は１０．００μＨとさらに向上しており、図５（ｄ）に示すように収納部１２に切欠部２４を有するケースコア１１試料を使用した場合のインダクタンス値は９．７８μＨであった。
【００５１】
これに対して比較例である筒状のケースコア３４試料を使用した場合のインダクタンス値は６．９０μＨと低いものであることが判った。
【００５２】
これによって、コイルとケースコアで形成される磁束の流れを減衰させる大気の存在する空間を最小限に留めることができるため、インダクタンスを高くできることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明はフェライトコアに巻線を巻回してなるコイルを収納するケースコアに関するとともに、携帯電話や簡易型携帯電話などの移動体通信機器に使用されるインダクタに関するものであり、巻線の被覆が剥がれたり傷ついたりして巻線間で短絡することなく高いインダクタンスが得られるインダクタをなす。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】（ａ）は本発明のケースコアの一実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）のケースコアを用いたインダクタを示す斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明のケースコアを用いたインダクタを示す平面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のインダクタの磁束の様子を示す平面図である。
【図３】（ａ）は図１（ｂ）に示すインダクタのＸ−Ｘ線における断面図であり、（ｂ）は本発明のケースコアを用いたインダクタの他の実施形態を示す平面図であり、（ｃ）は同図（ｂ）の断面図である。
【図４】（ａ）は本発明のケースコアを用いたインダクタを回路基板に実装した斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）のインダクタの磁束の様子を示す断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施例におけるインダクタに用いるコイルを示す斜視図であり、（ｂ）〜（ｄ）は本発明の実施例におけるケースコアを示す斜視図であり、（ｅ）は比較例におけるケースコアを示す斜視図である。
【図６】（ａ）は図５（ｂ）〜（ｄ）に示すインダクタの空間を説明するための平面図であり、（ｂ）は図５（ｅ）に示すインダクタの空間を説明するための平面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は種々のコイルを示す斜視図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は図７（ａ）〜（ｃ）のコイルの磁束の流れを示す断面図である。
【図９】（ａ）は従来のインダクタおよびその磁束の流れを示す断面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の平面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１：ケースコア
１２：収納部
１３：凹部
１４：コイル
１５：巻線
１６：空間
１７：フェライトコア
１８：磁束
１９：底部
２０：凹部
２１：内周面
２２：連結部
２３：角部
２４：切欠部
２５：側面
２６：巻芯部
２７：鍔部
２８：脚部
３０：インダクタ
３１：回路基板
３２：ハンダフリット
３３：電極
３４：筒状ケースコア
【図１】
2005158976.tif 000005
【図２】
2005158976.tif 000006
【図３】
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【図４】
2005158976.tif 000008
【図５】
2005158976.tif 000009
【図６】
2005158976.tif 000010
【図７】
2005158976.tif 000011
【図８】
2005158976.tif 000012
【図９】
2005158976.tif 000013