(57)【要約】  【課題】  安定した直流重畳特性を発揮するインダクタを提供する。  【解決手段】  コイル４０が巻装される柱状コア部材２１の両端に、径の異なる鍔状コア部材２２，２３を有する内側コア部材２０と、内側コア部材２０の少なくとも柱状コア部材２１の部分を内部に収容する外側リング部材３０とを有するインダクタ１０において、径の異なる鍔状コア部材２２，２３と外側リング部材３０との間において、磁束の通る２つの対向箇所の内、径の小さい小径コア部材２３と外側リング部材３０との対向箇所に空隙を設け、径の大きい大径コア部材２２と外側リング部材３０との対向箇所に、非磁性膜２４を介在させて非空隙部を設けたインダクタ１０とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻装される柱状コア部材の両端に、径の異なる鍔状コア部材を有する内側コア部材と
上記内側コア部材の少なくとも柱状コア部材の部分を内部に収容する外側リング部材とを有するインダクタにおいて、
上記径の異なる鍔状コア部材と上記外側リング部材との間において、磁束の通る２つの対向箇所の内、径の小さい小径コア部材と上記外側リング部材との対向箇所に空隙を設け、
径の大きい大径コア部材と上記外側リング部材との対向箇所に、非磁性膜を介在させて非空隙部を設けたことを特徴とするインダクタ。
【請求項２】
前記非磁性膜は、ポリイミド製のフィルムで形成されることを特徴とする請求項１に記載のインダクタ。
【請求項３】
請求項１に記載のインダクタにおける前記非磁性膜を印刷により形成することを特徴とするインダクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チョークコイル、トランス等に使用されるインダクタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイルが巻装される内側コア部材と、このコア部材を内部に収容する外側リング部材を有するインダクタは、内側コア部材と外側リング部材との間に空隙を設け、この空隙から磁束の一部を外部に漏らすことにより良好な磁気飽和特性を得ることできる。ところが、この空隙は、その間隔を広くしすぎたり、あるいは多数の箇所に設けると、初期のインダクタンス値の絶対値が低下する。このため、空隙の間隔を１００分の数ミリから１０分の数ミリといった非常に狭い間隔にすると共に、内側コア部材と外側リング部材とが対向する一箇所のみに空隙を設けて他方の対向部分に空隙を設けないようにしている。このように、内側コア部材と外側リング部材とが対向する２つの箇所の内、一方のみを空隙とし、他方には空隙を設けずに内側コア部材と外側リング部材とを接触させた構成を持つインダクタは、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０９４２２号公報（図２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に開示されるインダクタは、内側コア部材と外側リング部材との対向部分の一箇所のみに狭い空隙を設けて、他方では両部材を接触させた構成を有しているので、当該狭い空隙の存在によって磁気飽和しにくく直流重畳特性に優れ、かつ初期のインダクタンス値の絶対値も高い。しかし、両部材を接触させた部分において、微少電流を流した際に局所的な磁気飽和を生じる可能性がある。このため、かかる磁気飽和を抑制し、さらに安定した直流重畳特性を発揮するインダクタが要望されている。
【０００５】
本発明は上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、より安定した直流重畳特性を発揮するインダクタを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、コイルが巻装される柱状コア部材の両端に、径の異なる鍔状コア部材を有する内側コア部材と、内側コア部材の少なくとも柱状コア部材の部分を内部に収容する外側リング部材とを有するインダクタにおいて、径の異なる鍔状コア部材と外側リング部材との間において、磁束の通る２つの対向箇所の内、径の小さい小径コア部材と外側リング部材との対向箇所に空隙を設け、径の大きい大径コア部材と外側リング部材との対向箇所に、非磁性膜を介在させて非空隙部を設けたインダクタとしている。非磁性膜を介在させた部分では、鍔状コア部材の内の大径コア部材と外側リング部材とは、微視的にみた場合に点接触とならずに、非磁性膜を介して密着する。一方、鍔状コア部材の内の小径コア部材と外側リング部材との間における空隙部分では、磁束の一部がわずかに漏れる。これによって、磁束飽和しにくく、安定した直流重畳特性を発揮できる。非磁性膜を介在させた対向部分では、大径コア部材と外側リング部材の両接触面における微細な凹凸同士が点接触することがない。この結果、特に微少電流を流したときに、局部的な磁気飽和が生じにくくなる。
【０００７】
また、他の発明は、先の発明において、非磁性膜をポリイミド製のフィルムで形成したインダクタとしている。ポリイミド製のフィルムは耐熱性が高く、熱による変形が生じにくい。したがって、非空隙部の管理がしやすく、インダクタの品質にバラツキが少なくなる。
【０００８】
また、他の発明は、非磁性膜を印刷により形成するインダクタの製造方法としている。このような方法によりインダクタを製造する場合には、非磁性膜をより容易に形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、より安定した直流重畳特性を発揮するインダクタを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係るインダクタを、図１および図２を参照しながら説明する。  図１（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれインダクタ１０の断面図と平面図を示す。
【００１１】
インダクタ１０は、磁性材から成る内側コア部材２０、同じく磁性材から成り、内側コア部材の外側に備えられる外側リング部材３０、および導電部材からなるコイルとしての巻線４０とを有している。
【００１２】
内側コア部材２０は、柱状の柱状コア部材２１と、柱状コア部材２１の直径より大きな径を有し、柱状コア部材２１の両端に備えられる鍔状コア部材２２，２３とを有している。鍔状コア部材２２と鍔状コア部材２３とは、互いに異なる直径の円板形を呈している。図１では、鍔状コア部材２２は大径コア部材であり、鍔状コア部材２３は小径コア部材である。鍔状コア部材２２の外周側面２２Ａおよび鍔状コア部材２３の外周側面２３Ａは、共に、その板厚に相当する幅の平滑な円周面となっている。
【００１３】
柱状コア部材２１の周囲には、巻線４０がコイル状に巻き回されている。鍔状コア部材２２，２３の直径は、巻線４０を巻き回した状態の柱状コア部材２１の外周径よりも大きな直径である。すなわち、巻線４０は、鍔状コア部材２２，２３の外周側面２２Ａ，２３Ａより外周側に出ないように、柱状コア部材２１に巻き回されている。
【００１４】
また、鍔状コア部材２２の外周側面２２Ａには、全周に亘ってエボキシ樹脂等の非磁性材からなる非磁性膜２４が形成されている。この非磁性膜２４は、空隙ではないため、正確にはギャップではない。しかし、いわゆる擬似ギャップとして機能する。ただし、非磁性膜２４は、エポキシ樹脂以外の非磁性材、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等から構成されていても良い。
【００１５】
外側リング部材３０は、内側コア部材２０と同じ長さの円筒形を呈し、その内周径は、非磁性膜２４が形成された鍔状コア部材２２が丁度嵌る直径に設定されている。この外側リング部材３０の内周部には、巻線４０が巻装されるとともに鍔状コア部材２２の外周側面２２Ａに非磁性膜２４が形成された状態の内側コア部材２１が収容される。外側リング部材３０の内周径は、鍔状コア部材２２が丁度嵌る直径に設定されているため、内側コア部材２０と外側リング部材３０とは互いに径方向に対してガタつくことなく、内周コア部材２０は、外周コア部材３０の内周部に収容される。
【００１６】
上述したように、外側リング部材３０の内周径は、外周側面２２Ａに非磁性膜２４が形成された鍔状コア部材２２が丁度嵌る直径に設定されていることから、外側リング部材３０の内周径は、鍔状コア部材２２の直径よりも、非磁性膜２４の厚さに相当する分だけ大きく設定されている。そのため、鍔状コア部材２３の外周側面２３Ａと外側リング部材３０の内周面３０Ａとの間には、非磁性膜２４の厚さと、鍔状コア部材２２および鍔状コア部材２３の直径の差との合計長に相当する空隙が形成され、この空隙が、いわゆるギャップとなる。
【００１７】
以上のように、鍔状コア部材２２の外周側面２２Ａに非磁性膜２４を形成することにより、鍔状コア部材２２，２３の外周側面２２Ａ，２３Ａの全面に亘って、外側リング部材３０の内周面３０Ａとの間に、擬似ギャップを含めたギャップを形成することができる。
【００１８】
すなわち、鍔状コア部材２２の外周側面２２Ａに非磁性膜２４が形成された内側コア部材２０を外側リング部材３０に収容するのみで、内側コア部材２０と外側リング部材３０の磁性体部が非接触となる。また、大径コア部材である鍔状コア部材２２の方にのみ非磁性膜２４を介在させているため、初期インダクタンス値が従来とほぼ同レベルになると共に、安定した直流重畳特性を発揮するインダクタ１０を構成することができる。
【００１９】
なお、非磁性膜２４は、インダクタ１０が所望の磁気飽和特性となる厚さに形成される。  すなわち、インダクタ１０が所望の磁気飽和特性を有するように、鍔状コア部材２３の外周側面２３Ａと外側リング部材３０の内周面３０Ａとの間の空隙の厚さと、鍔状コア部材２３の外周側面２２Ａと外側リング部材３０の内周面３０Ａとの間に介在する非磁性膜２４の膜厚とが設定される。
【００２０】
良好な磁気飽和特性は、鍔状コア部材２２，２３の外周側面２２Ａ，２３Ａと外側リング部材３０の内周面３０Ａとの間の空隙の厚さが０．０３ミリから０．１５ミリの間の間において得られることから、非磁性膜２４の膜厚を０．０３ミリから０．１５ミリの範囲で設定される。
【００２１】
なお、内側コア部材２０と外側リング部材３０とは、鍔状コア部材２２と外側リング部材３０の端縁面３０Ｂとにおいてエボシキ系接着剤等の非磁性の接着剤により、相互に固定されている。また、鍔状コア部材２２には不図示の端子電極が設けられ、巻線４０はこの端子電極に電気的に接続される。
【００２２】
また、大径コア部材を鍔状コア部材２３に、小径コア部材を鍔状コア部材２２とし、非磁性膜２４を、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、鍔状コア部材２３の側に形成してもよい。この場合、内側コア部材２０と外側リング部材３０とは、鍔状コア部材２３と外側リング部材３０の端縁面３０Ｃとにおいてエボシキ系接着剤等の非磁性の接着剤により、相互に固定されている。
【００２３】
上述の第１の実施の形態においては、非磁性膜２４を内側コア部材２０の側に形成することとしたが、外側リング部材３０の内周面３０Ａであって鍔状コア部材２２あるいは２３と対向する部分に、非磁性膜２４を形成してもよい。
【００２４】
（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態に係るインダクタを、図３を参照しながら説明する。  図３（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれインダクタ１０の断面図と平面図を示す。なお、第１の実施の形態で説明した構成および作用と同様の構成および作用については、その説明を省略し、また、同一の符号については、同一の符号を用いて説明する。
【００２５】
第２の実施の形態におけるインダクタ１０は、外側リング部材３０の内周面３０Ａの全面に亘って形成された非磁性膜３１を有している。第２の実施の形態に係るインダクタ１０の場合、鍔状コア部材２２は、鍔状コア部材２３よりもわずかに大きい直径を有しており、非磁性膜３１に接触している。すなわち、鍔状コア部材２２が大径コア部材であり、鍔状コア部材２３が小径コア部材である。
【００２６】
このように、外側リング部材３０の内周面３０Ａの全面に亘って非磁性膜３１を形成し、かつ鍔状コア部材２２を鍔状コア部材２３より大径に構成すると、鍔状コア部材２３の外周側面２３Ａと非磁性膜３１との間に、空隙を形成することができる。この結果、鍔状コア部材２２，２３の外周側面２２Ａ，２３Ａの全面に亘って、外側リング部材３０の内周面３０Ａとの間に、擬似ギャップを含めたギャップを形成することができる。
【００２７】
なお、図３（Ａ）に示す構成に代えて、鍔状コア部材２３を鍔状コア部材２２よりも大径とし、鍔状コア部材２２と非磁性膜３１との間に空隙を形成させ、鍔状コア部材２３と非磁性膜３１との間には空隙を形成しないようにしても良い。
【００２８】
（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態に係るインダクタを、図４を参照しながら説明する。図４（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれインダクタ１０の断面図と平面図を示す。なお、第１の実施の形態で説明した構成および作用と同様の構成および作用については、その説明を省略し、また、同一の符号については、同一の符号を用いて説明する。
【００２９】
第３の実施の形態において、内側コア部材２０の鍔状コア部材２２’は、外側リング部材３０の外周直径と同一に形成されている。また、もう一方の鍔状コア部材２３の直径は、外側リング部材部材３０の内周径よりもわずかに小径とし、内周面３０Ａとの間に空隙が形成されている。すなわち、鍔状コア部材２２’は大径コア部材であり、鍔状コア部材２３は小径コア部材である。柱状コア部材２１と鍔状コア部材２３は、外側リング部材３０の内部に収容されるが、鍔状コア部材２２’は、外側リング部材３０の内部に収容されずに、外側リング部材３０の外側に配設される。このように構成すると、鍔状コア部材２２’における柱状コア部材２１側の面は、その周縁部が外側リング部材３０の端面３０Ｂと対向することになる。
【００３０】
外側リング部材３０の鍔状コア部材２２’と対向する端面３０Ｂには、非磁性膜３２が形成されている。したがって、鍔状コア部材２２’と外側リング部材３０の端面３０Ｂとの間には、非磁性膜３２という擬似ギャップが形成される。
【００３１】
第３の実施の形態によれば、内側コア部材２０の鍔状コア部材２２’が、外側リング部材３０の外周直径と同一に形成されているので、外側リング部材３０の端面３０Ｂを、非磁性膜３２を挟んで鍔状コア部材２２’に当接させることができる。
【００３２】
このように、鍔状コア部材２３を外側リング部材３０の内周径より小径とするとともに、鍔状コア部材２２’を外側リング部材３０の外周径と同一とし、鍔状コア部材２２’に対向する外側リング部材３０の端面３０Ｂに非磁性膜３２を形成すると、鍔状コア部材２３の外周側面２３Ａおよび鍔状コア部材２２’における端面３０Ｂとの対向部分に、擬似ギャップを含めたギャップを形成することができる。
【００３３】
なお、図４（Ａ）に示す構成を上下逆に構成しても良い。すなわち、鍔状コア部材２３を外側リング部材３０の外周径と同一とし、外側リング部材３０の端面３０Ｃに非磁性膜２４を形成して鍔状コア部材２３に当接させ、鍔状コア部材２２’を外側リング部材３０の内周径より小径としても良い。
【００３４】
（第４の実施の形態）
以下、本発明の第４の実施の形態に係るインダクタを、図５を参照しながら説明する。  図５（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれインダクタ１０の断面図と平面図を示す。なお、第３の実施の形態で説明した構成および作用と同様の構成および作用については、その説明を省略し、また、同一の符号については、同一の符号を用いて説明する。
【００３５】
第４の実施の形態において、第３の実施の形態と異なる点は、鍔状コア部材２２’の上面全面に非磁性膜２５を形成し、その上に外側リング部材３０の端面３０Ｂを当接させていることである。その他の構成は、第３の実施の形態と同様である。
【００３６】
このような構成は、鍔状コア部材２２’の上面という比較的広い面積に非磁性膜２５を形成して実現できるので、非磁性膜２５を容易に形成することができる。
【００３７】
なお、図５（Ａ）に示す構成を上下逆に構成しても良い。すなわち、鍔状コア部材２３を外側リング部材３０の外周径と同一とし、鍔状コア部材２３の下面に非磁性膜２４を形成して外側リング部材３０の端面３０Ｃに当接させ、鍔状コア部材２２’を外側リング部材３０の内周径より小径としても良い。
【００３８】
以上の各実施の形態においては、非磁性膜２４，２５，３１，３２は、例えば、エボキシ樹脂塗料の塗布、あるいは蒸着により形成される。非磁性膜２４，２５，３１，３２の材料としては、エボキシ樹脂塗料の他、ガラス塗料やセラミック塗料等を用いることができる。また、非磁性膜２４，２５，３１，３２は、ポリイミド製のフィルムから形成されていても良い。
【００３９】
非磁性膜２４，２５，３１，３２を、エボキシ樹脂塗料等を塗布することにより形成する場合には、スクリーン印刷や凸版印刷あるいは凹版印刷等の印刷による方法に行うことができる。
【００４０】
また、非磁性材料が溜められた槽内に、内側コア部材２０、あるいは外側リング部材３０を浸漬させてもよい。槽内への浸漬により非磁性膜を形成する場合は、マスキングを施さない限り、内側コア部材２０、あるいは外側リング部材３０は全体に非磁性膜が形成されることになる。逆に、例えば、内側コア部材２０について、外周側面２２Ａ、２３Ａを除く部分をマスキングして浸漬すれば、外周側面２２Ａ、２３Ａの部分だけに非磁性膜を形成することができる。
【００４１】
蒸着により非磁性膜を形成する場合もマスキングを施さない限り、内側コア部材２０、あるいは外側リング部材３０は全体に非磁性膜が形成されることになる。
【００４２】
以下に、本発明に係るインダクタンスの製造方法の好適な実施の形態として、スクリーン印刷により、鍔状コア部材２２，２３の外周側面２２Ａ，２３Ａに非磁性膜２４を形成する方法について説明する。
【００４３】
図６は、スクリーン印刷機５０により、内側コア部材２０の鍔状コア部材２２，２３の外周側面に非磁性膜２４をスクリーン印刷により形成する方法を示している。
【００４４】
スクリーン印刷機５０は、被印刷物を支持する２つの支持ローラー６０，６１、非磁性の塗料が含有されるスクリーン製版７０を表面に備える製版ローラー７１およびスクリーン製版７０を被印刷物に押圧するスキージ７２を有している。
【００４５】
印刷は、次のように行う。先ず、支持ローラー６０，６１の上に被印刷物である内側コア部材２０を載置する。次いで、製版ローラー７１を、内側コア部材２０の鍔状コア部材２２，２３の外周側面２２Ａ，２３Ａに当接させるとともに、スキージ７１により、スクリーン製版７０を鍔状コア部材２２，２３の外周側面２２Ａ，２３Ａに押圧しながら、製版ローラー７１を回転させる。
【００４６】
すると、製版ローラー７１の回転を受けて内側コア部材２０は支持ローラー６０，６１上で自転をするため、少なくとも１周自転した時点で、鍔状コア部材２２，２３の外周側面２２Ａ，２３Ａが全周に亘って製版ローラー７１に接触することになり、スクリーン製版７０に含有される非磁性材料の塗料が外周側面２２Ａ，２３Ａの全周に亘って塗布されることになる。なお、スクリーン製版７０は、鍔状コア部材２２，２３の外周側面２２Ａ，２３Ａに対向する位置に塗料が抜ける孔部を有している。
【００４７】
鍔状コア部材２２または鍔状コア部材２３の一方にのみに、非磁性の塗料を塗布する場合には、塗料を塗布する鍔状コア部材２２または２３に対向する箇所のみに孔部を形成する。
【００４８】
ただし、印刷は、上述のスクリーン印刷による方法に限らず、凸版印刷、凹版印刷等の印刷方法により行うことができる。
【００４９】
しかしながら、一般に、凸版印刷によるインク層が１０００分の数ミリであり、また凹版印刷によるインク層が１００分の数ミリであるのに対し、スクリーン印刷による場合は、スクリーン製版の厚さ等を適宜設定することにより、インク層を１００分の数ミリから１０分の数ミリの厚さに形成することができ、他の印刷方法に比べて、インク層を厚くし易いという特徴がある。
【００５０】
この点において、上述のインダクタ１０は、鍔状コア部材２２，２３と外側リング部材３０との間隔を好適には０．０３ミリから０．１５ミリに設定する必要があるところ、スクリーン印刷によりよれば、所望の厚さの非磁性膜を容易に形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のインダクタは、電気器機および電子機器の分野において、利用することができる。また、本発明のインダクタの製造方法は、インダクタの製造分野において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るインダクタを示す断面図および平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るインダクタを示す断面図および平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るインダクタを示す断面図および平面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るインダクタを示す断面図および平面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るインダクタを示す断面図および平面図である。
【図６】本発明に係るインダクタの製造方法に使用するスクリーン印刷装置の構成を示す図面である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…インダクタ
２０…内側コア部材
２１…柱状コア部材
２２…鍔状コア部材（大径コア部材または小径コア部材）
２３…鍔状コア部材（大径コア部材または小径コア部材）
２４，２５，３１，３２…非磁性膜
３０…外側リング部材
４０…コイル（巻線）
【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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