(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル（９２）と、そのコイルの内側及び外側にそれぞれ内脚部（７４）及び外脚部（７５、７６）を有する縦断面Ｅ型のコアとを備えたコイル装置を得るコイル装置集合体の製造方法であって、
コア集合体製造過程と、コイル装置集合体製造過程とを含み、
前記コア集合体製造過程は、
コア材料でなる基板（７）の一面上に、回転切削工具を用いて機械切削加工を施して複数の凸部を形成する工程であり、且つ、回転切削工具の回転中心部に凸部を残すと共にその周囲を削取して凹部（７３）を設け、回転切削工具の回転領域が部分的に重複するように回転中心部の間隔を設定することで、前記複数の凸部を形成する第１切削工程と、
機械切削加工により前記凹部の内縁部を前記複数の凸部の配列方向に沿う直線状に切削する第２切削工程とを含み、
前記コイル装置集合体製造過程は、
複数の孔（９３）が形成された基板（９１）と、各孔を中心に巻き回されるように基板上に搭載された複数のコイル（９２）とを有するコイル集合体（９０）を用意する工程と、
前記基板（７）の凸部が、対応する前記孔（９３）を挿通するように、前記コイル集合体（９０）を、該基板（７）の前記凹部（７３）内に組み込む工程と、
その後、前記基板（７）上面に、前記複数の凸部に跨るように延長する共通のコア部材（８）を配置する工程とを含む、
コイル装置集合体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコイル装置集合体の製造方法であって、
前記第２切削工程における前記複数の凸部の配列方向と、前記共通のコア部材（８）の配置工程における該コア部材（８）の延長方向とは交差するように設定されている、
コイル装置集合体の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコイル装置集合体の製造方法によって製造されるコイル装置集合体。
【請求項４】
コイル（９２）と、そのコイルの内側及び外側にそれぞれ内脚部（７４）及び外脚部（７５、７６）を有する縦断面Ｅ型のコアとを備えたコイル装置の製造方法であって、
コア集合体製造過程と、コイル装置集合体製造過程と、コイル装置集合体分割過程とを含み、
前記コア集合体製造過程は、
コア材料でなる基板（７）の一面上に、回転切削工具を用いて機械切削加工を施して複数の凸部を形成する工程であり、且つ、回転切削工具の回転中心部に凸部を残すと共にその周囲を削取して凹部（７３）を設け、回転切削工具の回転領域が部分的に重複するように回転中心部の間隔を設定することで、前記複数の凸部を形成する第１切削工程と、
機械切削加工により前記凹部の内縁部を前記複数の凸部の配列方向に沿う直線状に切削する第２切削工程とを含み、
前記コイル装置集合体製造過程は、
複数の孔（９３）が形成された基板（９１）と、各孔を中心に巻き回されるように基板上に搭載された複数のコイル（９２）とを有するコイル集合体（９０）を用意する工程と、
前記基板（７）の凸部が、対応する前記孔（９３）を挿通するように、前記コイル集合体（９０）を、該基板（７）の前記凹部（７３）内に組み込む工程と、
その後、前記基板（７）上面に、前記複数の凸部に跨るように延長する共通のコア部材（８）を配置する工程とを含み、
前記コイル装置集合体分割過程は、
前記コイル装置集合体の製造後に、該コイル装置集合体を個々のコイル装置に分割する工程を含む、
コイル装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のコイル装置の製造方法であって、
前記第２切削工程における前記複数の凸部の配列方向と、前記共通のコア部材（８）の配置工程における該コア部材（８）の延長方向とは交差するように設定されている、
コイル装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のコイル装置の製造方法によって製造されるコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル装置の製造に用いられるコア集合体の製造方法、及び、このコア集合体を用いたコイル装置の製造方法に関する。本発明において、コイル装置とは、コイル及びコアを含んでいる装置をいう。
【０００２】
【従来の技術】
産業機器または民生機器の電源回路には、トランスまたはチョークコイル等のコイル装置が用いられている。この種のコイル装置は、コイルとコアとを組み合わせて構成される。コイルは、巻線またはコイルパターンにより構成される。コアは、単一のコア部材により構成されてもよいし、複数のコア部材の組立体により構成されてもよい。更に、必要ならばコアにスペーサーを組み合わせる。このようなコイル装置は、例えば、特開２０００−２２３３３２号公報及び特開平６−３１４６１９号公報等で知られている。
【０００３】
この種のコイル装置を製造する場合、従来は、単品で製造されたコアごとに、コイルを組み合わせてコイル装置を構成していた。このような従来技術は、コイル装置を量産する場合、次のような問題を生じる。
【０００４】
問題点の一つは、コアを単品で製造するので、コアの量産化に適しておらず、コアの製造コストを低下させることができないことである。
【０００５】
もう一つの問題点は、コイル装置を量産する場合でも、コアごとに、コイルを組み合わせなければならず、コイル装置の組み立てコストを低下させることができないことである。
【０００６】
また、近年、携帯電話、携帯用コンピュータ等の小型携帯機器の普及により、これらの機器に搭載されるコイル装置は、小型化されている。それに伴い、コイル装置のコアも小型化されている。
【０００７】
しかし、上述の従来技術では、コアを単品で製造するので、コアが小型化されても、コアの製造コストが下がらない。この結果、コイル装置の製造コスト全体に占めるコアの製造コストの比率が増大する。
【０００８】
しかも、コイル装置が小型化され、コアが小型化されると、コアごとにコイルを組み合わせる作業は難しくなる。このため、コイル装置の組み立てコストが増大する。この結果、上述の従来技術では、小型のコイル装置を量産するコストが高くなる。
【０００９】
上述した問題点を解決する手段として、多数のコアを１つの基板上に一体に配列したコア集合体を成型し、成型されたコア集合体にコイル集合体を組み合わせた後、コア集合体及びコイル集合体を分割して、個々のコイル装置をとり出す手法考えられる。
【００１０】
しかし、成型によってコア集合体を得る製造方法は、コア成型材料の種類によって様々な問題を生じる。例えば、フェライト等の磁性材用を用いてコア集合体を成型した場合、焼成縮率のためにコア集合体が変形してしまうため、寸法精度に狂いを生じる。このため、特に、量産性向上の観点から、コイル集合体を用い、このコイル集合体をコア集合体に組み合わせる製造工程をとった場合は、コア集合体の縮率変形に追従できず、コア集合体に対するコイル集合体の組み合わせが困難になることがある。
【００１１】
このような問題が生じた場合には、コア集合体またはコイル集合体に、機械的な研削、研摩加工等を施さざるを得ず、量産性向上のために採用された集合体方式の利点が損なわれてしまう。
【００１２】
また、コア成型材料として、磁性粉と有機バインダとを混合した複合磁性材料を用いた場合、複合磁性材料としての磁気特性を向上させるには、磁性粉の充填密度を増大させなければならない。しかし、磁性粉の充填密度が増大するにつれて流動性が悪くなり、インジェクションモールドの成型工程において、不良品の発生、型減り等の問題点を生じるため、磁性粉の充填密度を抑えなければならず、磁気特性の良好な複合磁性体を得ることができない。
【００１３】
更に、磁気特性に優れた金属磁性材料または合金磁性材料を用いた場合は、成型自体が困難である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、コア材料の種類によらず、コア集合体を容易に製造し得る製造方法及びこれを用いたコイル装置の製造方法を提供することである。
【００１５】
本発明のもう一つの課題は、高い寸法精度を持つコア集合体を製造する方法、及び、これを用いたコイル装置の製造方法を提供することである。
【００１６】
本発明の更にもう一つの課題は、小型のコイル装置の量産に適したコア集合体の製造方法及びこれを用いたコイル装置の製造方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るコイル装置用コア集合体の製造方法においては、コア材料でなる基板の一面上に機械切削加工を施す。この機械切削加工により、前記基板の一面上に、凸部を、間隔を隔てて形成する。本発明において、コアとは、コイルを支持するものであればよく、磁性体であることを要しない。
【００１８】
上述したように、本発明に係るコア集合体の製造方法においては、平板状の基板の一面上に、凸部を、間隔を隔てて形成する。凸部は、コア部材の脚部として用いられる。凸部の周りの凹部は、コイルを収納する空間として用いられる。従って、複数のコアを、コア集合体として、まとめて製造し、コアの量産性を向上させ、コア１つ当たりの製造コストを低下させることができる。
【００１９】
しかも、凸部は、平板状基板の一面上に機械切削加工を施し、この機械切削加工により、基板の一面上に形成される。この製造方法によれば、フェライト等の焼結磁性材用を用いてコア集合体を成型する場合と異なって、焼成縮率のためにコア集合体が変形してしまうことがないし、縮率による寸法精度に狂いを生じることもないので、高い寸法精度を持つコア集合体を製造することができる。
【００２０】
また、基板として、磁性粉と有機バインダとを混合した複合磁性材料を用いた場合も、磁性粉の充填密度の高いものを用いることができる。このため、磁気特性に優れた複合磁性コア集合体を得ることができる。
【００２１】
更に、基板として、金属磁性材料または合金磁性材料を用いた場合も、コア部材として必要な凸部及び凹部を有するコア集合体を容易に製造できる。
【００２２】
有機材料または無機材料でなる非磁性材料を用いて、基板を構成した場合も、コア部材として必要な凸部及び凹部を有するコア集合体を容易に製造できる。
【００２３】
また、小型のコイル装置を製造する場合も、それに応じた寸法を持つコア集合体を、機械切削加工によって得ることができるので、小型のコイル装置の量産にも対応できる。
【００２４】
本発明に係るコア集合体は、コイル装置を製造するために用いられる。コイル装置の製造方法は、上述したコア集合体製造工程と、コイル組み込み工程とを含む。前記コイル組み込み工程では、本発明に係るコア集合体製造工程によって得られたコア集合体に、コイルを組み合わせてコイル装置集合体を構成する。
【００２５】
この場合、コア集合体は、平板状の基板の一面上に、コイル装着用の凸部を、間隔を隔てて形成してあるから、複数の凸部に同時にコイルを組み合わせることにより、コイル装置集合体が得られる。このため、コイル装置の量産性を向上させ、その組み立てコストを低下させることができる。
【００２６】
特に、量産性向上の観点から、コイル集合体を用い、このコイル集合体をコア集合体に組み合わせる製造工程をとった場合は、コア集合体に対して、コイル集合体を確実に組み合わせ、量産性を確保することができる。
【００２７】
本発明に係るコイル装置の製造方法においては、従来の製造方法に比較して、コア集合体を分割する工程が必要となるが、この分割工程は自動化等により低コストで実施可能であり、総合的なコストでは上記の効果が優る。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１〜図９は本発明に係るコイル装置用コア集合体の製造方法を示す図である。まず、図１は本発明に係るコイル装置用コア集合体の製造方法に用いられる平板状基板の平面図、図２は図１に示した基板の正面図である。
【００２９】
コア材料でなる基板７は、コアとして要求される厚みｔ１を有する四角形状の平板であり、典型的には、各種のフェライト磁性材料によって構成された焼結磁性体である。基板７は、一般には、単層の磁性層として構成されるが、複数の磁性層を積層したものであってもよい。複数の磁性層は、互いに同材質のものであってもよいし、異なる材質のも緒であってもよい。
【００３０】
基板７に含まれる磁性層は、金属酸化物磁性材料、金属磁性材料、合金磁性材料または複合磁性材料の何れによっても構成できる。
【００３１】
また、基板７は、磁性材料に限らず、有機非磁性材料、無機非磁性材料または有機成分と無機成分とを混合した複合非磁性材料によって構成することもできる。基板７は、単層の非磁性層として構成されていてもよいし、複数の非磁性層を積層した積層体、または、非磁性層と磁性層とを併せ持つ積層体であってもよい。
【００３２】
更に、基板７は、成型されたものであってもよいし、四角柱体から切り出されたものであってもよい。また、厚み方向の両面７１、７２の内の少なくとも一面７１は、平坦な平面となるように研摩されていてもよい。更には、円形状等、他の外形形状を有していてもよい。
【００３３】
本発明に係るコイル装置用コア集合体の製造方法においては、図３及び図４に示すように、基板の一面７１上に、切削工具Ｍ１を用いて、機械切削加工を施す。図３は切削工具Ｍ１による切削工程を示す平面図、図４は図３の４ー４線に沿った断面図である。図示された切削工具Ｍ１は、回転中心Ｚの周りを、矢印Ｍｚ１の方向に回転する回転切削工具であり、回転中心Ｚに凸部７４を残し、その周りを切削する。このような切削工具Ｍ１は各種のものが市販されており、その中から選択して使用することができる。
【００３４】
図５は図３及び図４に示した機械切削加工を経た後の基板７の平面図、図６は図５の６ー６線に沿った断面図である。図示するように、図３、４に示した機械切削工程を経ることにより、基板７の一面７１には、切削によるリング状凹部７３と、その中心部に立設する凸部７４とが形成される。
【００３５】
次に図７に示すように、図３、４に示した機械切削加工を繰り返し、基板７の一面７１上に、コイル装着用の凸部７４を、間隔を隔てて形成する。より具体的には、縦方向（図において）Ｘに切削工具Ｍ１または基板７を動かし、切削工具Ｍ１による切削回転領域が先に形成された凹部７３に部分的に重複する間隔をおいて、切削を繰り返す。
【００３６】
この切削加工を縦方向Ｘの全体にわたって列状に実行した後、切削工具Ｍ１または基板７を横方向（図において）Ｙに移動させ、同様の切削加工を実行する。これにより、図８に示すように、凸部７４を、行列状に配列したコア集合体が得られる。
【００３７】
図８は図５〜図７に示した切削加工を経て得られたコア集合体の平面図、図９は図８の９ー９線に沿った断面図である。図示実施例では、縦方向Ｘで見た各列の凸部７４は、凹部７３を共通にし、間隔を隔てて配置される。図示実施例の場合、縦方向Ｘで見た各列の凹部７３は、横方向Ｙでは互いに分離されている。
【００３８】
この後、コア集合体を、切断分割線（Ｘ１ーＸ１）〜（Ｘ５ーＸ５）及び（Ｙ１ーＹ１）〜（Ｙ６ーＹ６）線に沿って分割することにより、個々のコアが取り出される。切断分割に当っては、ダイヤモンドソー等の切削具を用いることができる。
【００３９】
図１０は図８、９に図示したコア集合体から分割して得られたコアを示す平面図、図１１は図１０に示したコアの正面図である。図示するように、コアは、中脚部を構成する凸部７４と、凸部７４の両側に、凹部７３を隔てて立設された外脚部７５、７６と、底板部７７とを有する断面Ｅ型の形状となる。
【００４０】
図１２は図１０、１１に示したコア７に、コイル９を組み込み、更に、コア７に他のコア８を結合させたコイル装置の部分破断面部、図１３は図１２の１３ー１３線に沿った断面図である。コア８は図示ではいわゆるＩ型であるが、Ｅ型であってもよい。
【００４１】
上述したように、本発明に係るコア集合体の製造方法においては、平板状の基板７の一面７１上に、コイル装着用の凸部７４を、間隔を隔てて形成する。従って、複数のコアを、コア集合体として、まとめて製造し、コアの量産性を向上させ、コア１つ当たりの製造コストを低下させることができる。
【００４２】
しかも、コイル装着用の凸部７４は、平板状基板７の一面７１上に機械切削加工を施し、この機械切削加工により、基板７の一面７１上に形成される。この製造方法によれば、フェライト等の焼結磁性材を用いてコア集合体を成型する場合と異なって、焼成縮率のためにコア集合体７が変形してしまうことがないし、縮率による寸法精度に狂いを生じることもない。このため、高い寸法精度を持つコア集合体を製造することができる。
【００４３】
また、基板７として、磁性粉と有機バインダとを混合した複合磁性材料を用いた場合も、磁性粉の充填密度の高いものを用いることができる。このため、磁気特性に優れた複合磁性材料よりなるコア集合体を得ることができる。
【００４４】
更に、基板７として、磁気特性に優れた金属磁性材料または合金磁性材料を用いた場合も、コア部材として必要な凸部７４は、凹部７３を有するコア集合体を容易に製造できる。
【００４５】
有機材料または無機材料でなる非磁性材料を用いて、基板７を構成した場合も、コア部材として必要な凸部７４は、凹部７３を有するコア集合体を容易に製造できる。
【００４６】
また、小型のコイル装置を製造する場合も、それに応じた寸法を持つコア集合体を、機械切削加工によって得ることができるので、小型のコイル装置の量産にも対応できる。
【００４７】
図１４は本発明に係るコア集合体の別の製造方法を示す図である。この製造方法は、図１〜図９に示した製造工程を経た後に実行される。即ち、図１〜図９に示した工程を経ることにより、縦方向Ｘで見た各列の凹部７３を、横方向Ｙでは互いに分離した状態で、回転切削領域である凹部７３の内縁部を、縦方向Ｘで見た各列毎に、凸部７４の配列方向である縦方向Ｘに沿って、直線状に切削する。切削工具Ｍ２としては、回転側面に刃を有する回転切削工具を用いることができる。この切削工具Ｍ２を、矢印Ｍｚ２の方向に回転させながら、縦方向Ｆｘ１もしくはＢｘ１の方向、または、場合によっては、横方向Ｙに移動させながら、凹部７３の底面と連続する一平面となるように切削する。
【００４８】
図１５は図１４に示した切削工程を経た後のコア集合体の平面図である。図示実施例では、凹部７３は縦方向Ｘの両側で外部に開口している。凹部７３は縦方向Ｘの両側または片側で閉じていてもよい。
【００４９】
図１６は図１５に示したコア集合体を用いたコイル装置の製造方法を示す平面図、図１７は図１６の１７ー１７線に沿った断面図である。
【００５０】
図示するように、コア集合体７に備えられた複数の凸部７４及び凹部７３に、コイル集合体９０を組み合わせてコイル装置集合体を構成する。コイル集合体９０のそれぞれは基板９１に、複数のコイル９２を間隔を隔てて形成したものである。コア集合体７において、１つの凸部７４に１つのコイル９２に組み合わされるごとに、１つのコイル装置要素Ｑが構成される。
【００５１】
図１８は、図１６、１７に示した工程の後の工程を説明する平面図、図１９は図１８の１９ー１９線に沿った断面図である。図示するように、横方向Ｙに沿って各列毎に共通のコア部材８を配置する、共通のコア部材８は、凸部７４の間隔に応じて縦方向Ｘに配列し、コア集合体７と磁気的に結合させる。これにより、コイル装置集合体が得られる。
【００５２】
この後、図１８及び図１９に示すように、コイル装置集合体を、切断分割線（Ｘ１ーＸ１）〜（Ｘ５ーＸ５）及び（Ｙ１ーＹ１）〜（Ｙ５ーＹ５）線に沿って分割することにより、個々のコイル装置が取り出される。切断分割に当っては、ダイヤモンドソー等の切削具を用いることができる。
【００５３】
図２０は上述した切断分割によって得られたコイル装置の平面図、図２１は図２０の２１ー２１線に沿った断面図である。図示するように、コイル９２を有する基板９１は、コア７の凹部７３内に配置されるとともに、孔９３の部分で、凸部７４に結合される。コア７の外脚部７５、７６及び中脚部７４にはコア８が磁気的に結合される。
【００５４】
図示したように、コア集合体７に備えられた複数の凸部７４に、それぞれコイル集合体９０を組み合わせてコイル装置集合体を構成する。従って、コイル装置の量産性を向上させ、組み立てコストを低下させることができる。
【００５５】
本発明に係るコイル装置の製造方法においては、従来の製造方法に比較して、コア集合体を分割する工程が必要となるが、この分割工程は自動化等により低コストで実施可能であり、総合的なコストでは上記の効果が優る。
【００５６】
図２２は本発明に係る製造方法によって得られるコア集合体の別の例を示す図、図２３は図２２に示したコア集合体の正面図である。この製造方法では、凸部７４の周りの全体を、同一平面となるように研削してある。研削手段としては、図１〜図９に示した方法と、図１４に示した方法の組み合わせが採用できる他、図１〜図９に示した工程の後、凹部７３の周りを平面研削工具で研削する方法等も採用することができる。
【００５７】
コイル装置の製造に当っては、図１６、図１７に示した方法が採用できるし、凸部７４のそれぞれに対して個別にコイルを装着する方法等も採用できる。
【００５８】
また、図２２、２３に示す実施例の場合、例えば、２個の凸部７４を含むように、切断線（Ｘ１ーＸ１）〜（Ｘ３ーＸ３）で切断し、更に、切断線（Ｙ１ーＹ１）〜（Ｙ６ーＹ６）で切断することもできる。
【００５９】
図２４はこのような切断方法に従って得られたコアの平面図、図２５は図２４に示したコアの正面図である。このコアは、図２５に図示するように、凸部７４のそれぞれに、コイル９２を装着できるので、トランスまたはチョークコイル等を構成するのに適している。
【００６０】
実施例では、コイル装着用凸部７４は、円柱状となっているが、角柱状であってもよい。このような角柱状凸部は、図１４等に例示された切削工具を用いて、平面研削を行うことにより、容易に実現できる。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）コア材料の種類によらず、コア集合体を容易に製造し得る製造方法及びこれを用いたコイル装置の製造方法を提供することができる。
（ｂ）高い寸法精度を持つコア集合体を製造する方法、及び、これを用いたコイル装置の製造方法を提供することができる。
（ｃ）小型のコイル装置の量産に適したコア集合体の製造方法及びこれを用いたコイル装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコイル装置用コア集合体の製造方法に用いられる平板状基板の平面図である。
【図２】図１に示した基板の正面図である。
【図３】切削工具Ｍ１による切削工程を示す平面図である。
【図４】図３の４ー４線に沿った断面図である。
【図５】図３及び図４に示した機械切削加工を経た後の基板の平面図である。
【図６】図５の６ー６線に沿った断面図である。
【図７】図５、６の工程の後の工程を示す平面図である。
【図８】図５〜図７に示した切削加工を経て得られたコア集合体の平面図である。
【図９】図８の９ー９線に沿った断面図である。
【図１０】図８、９に図示したコア集合体から分割して得られたコアを示す平面図である。
【図１１】図１０に示したコアの正面図である。
【図１２】図１０、１１に示したコアに、コイル９を組み込み、更に、コアに他のコア８を結合させたコイル装置の部分破断面部である。
【図１３】図１２の１３ー１３線に沿った断面図である。
【図１４】本発明に係るコア集合体の別の製造方法を示す図である。
【図１５】図１４に示した切削工程を経た後のコア集合体の平面図である。
【図１６】図１５に示したコア集合体を用いたコイル装置の製造方法を示す平面図である。
【図１７】図１６の１７ー１７線に沿った断面図である。
【図１８】図１６、１７に示した工程の後の工程を説明する平面図である。
【図１９】図１８の１９ー１９線に沿った断面図である。
【図２０】図１８、１９に示した切断分割によって得られたコイル装置の平面図である。
【図２１】図２０の２１ー２１線に沿った断面図である。
【図２２】本発明に係る製造方法によって得られるコア集合体の別の例を示す図である。
【図２３】図２２に示したコア集合体の正面図である。
【図２４】図２２、２３に示した切断方法に従って得られたコアの平面図である。
【図２５】図２４に示したコアの正面図である。
【符号の説明】
７          基板
７４        凸部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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