JP2018082091A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流重畳特性を改善することが可能なコイル装置を提供すること。【解決手段】仮想の巻軸Ｚに沿ってコイル状に巻回してあるコイル要素片６あ、６ｂを有するコイル部６と、コイル部を覆うコア部と、を有するコイル装置である。コイル要素片６ａ，６ｂが、巻軸に対して略垂直な平面部８ａ，８ｂを持ち、内周側に位置するコイル要素片６ａ，６ｂの巻軸方向の端部に、平面部８ａ，８ｂに対して傾斜する内側傾斜部２０ａ，２０ｂを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、たとえばインダクタ素子などに用いられるコイル装置に関する。

各種の電子・電気機器には、コイル部を備えるインダクタ素子が搭載されている。たとえば、そのようなコイル部の一例として、特許文献１に示すコイル部が提案されている。この特許文献１に示すコイル部は、断面が長方形で長尺状の導電性帯体を、曲げ加工により、帯体の厚さ方向が巻軸方向と平行に向けられて巻軸方向に巻かれている。この特許文献１では、帯体の折り曲げる方向を工夫することで、コア部を圧粉成形する際のコイル部の変形を防止している。

しかしながら、このように巻軸方向と略垂直な平面部を持つ導電性帯体でコイル部を構成している従来のコイル装置では、直流重畳特性の改善が課題になっている。

特開２００６−６００８７号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、直流重畳特性を改善することが可能なコイル装置を提供することである。

本発明者等は、巻軸に対して略垂直な平面部を有するコイル要素片によりコイル部が構成してあるコイル装置について鋭意検討した結果、内周側に位置するコイル要素片の巻軸方向の端部に、平面部に対して傾斜する内側傾斜部を設けることで、直流重畳特性が改善されることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明に係るコイル装置は、
仮想の巻軸に沿ってコイル状に巻回してあるコイル要素片を有するコイル部と、
前記コイル部を覆うコア部と、を有するコイル装置であって、
前記コイル要素片が、前記巻軸に対して略垂直な平面部を持ち、
内周側に位置する前記コイル要素片の前記巻軸方向の端部に、前記平面部に対して傾斜する内側傾斜部を有することを特徴とする。

本発明に係るコイル装置では、内周側に位置するコイル要素片の巻軸方向の端部に、平面部に対して傾斜する内側傾斜部を設けることのみで、磁束密度分布が大幅に改善され、同時に、直流重畳特性も改善される。このことは、本発明者等により見出された新たな知見である。

内側傾斜部を設けない場合には、コイル部の巻軸方向の内側両端に角部が形成され、その付近において、磁束密度が高くなり、磁気飽和しやすくなり、直流重畳特性が悪くなると考えられる。本発明に係るコイル装置では、コイル部の巻軸方向の内側両端のいずれかに傾斜部を具備させることで、磁束密度の集中が改善され、磁気飽和し難くなり、直流重畳特性が向上すると考えられる。また、傾斜部を具備させるのみで、コイル装置のインダクタンスも向上することから、インダクタンスを従来と同じにすれば、コイルの巻数の低減を図ることができると共に、コア部の材質の選択の幅が広がるなどの利点もある。

また本発明に係るコイル装置では、コイル要素片が平面部を有するために、コイル状に導電経路を持つように接続してあるコイル要素片を巻軸方向に重ねて配置する場合に、コイル要素片の平面部同士が向き合うことになる。そのため、コア部を形成するための圧粉成形時に、コイル要素片の相互が位置ズレたり変形するおそれが少なく、インダクタンスなどの磁気特性のばらつきが少ない。

前記内側傾斜部としては、特に限定されず、凹状曲面、段差、面取り面または凸状曲面などが例示されるが、好ましくは面取り面または凸状曲面である。このような内側傾斜部を、特定の位置に設けることで、磁束密度分布が大幅に改善され、同時に、直流重畳特性も改善される。

好ましくは、前記内側傾斜部は、内周側に位置する前記コイル要素片の前記巻軸方向の両端部にそれぞれ形成してある。内側傾斜部は、内周側に位置するコイル要素片の巻軸方向の片側端部に具備させることでも効果があるが、両端部にそれぞれ形成することで、さらに効果が大きくなる。

前記内側傾斜部がそれぞれ形成してある前記コイル要素片の間（中間の位置）には、前記内側傾斜部が形成されていないコイル要素片が位置していてもよい。コイル要素片を増やすことにより、コイル部の巻回数が増えてインダクタンスが向上する。しかしながら、直両重畳特性の改善に効果が大きいのは、内周側に位置するコイル要素片の巻軸方向の端部であるために、端部でなく中間に位置するコイル要素片には、内側傾斜部を形成する必要はない。傾斜部を形成しないことで、コイル部における導体占有率が向上する。その結果、コイル部の直流抵抗の低減を図ることも可能である。

好ましくは、前記内側傾斜部の前記巻軸方向の幅は、前記コイル要素の前記巻軸方向の厚みの１０％以上である。この割合が大きいほど、磁束密度分布の改善効果が大きいが、コイル部の導体占有率は低下することから、好ましくは５〜１５％である。

好ましくは、前記内側傾斜部の前記巻軸方向の幅は、前記内側傾斜部の前記巻軸方向に略垂直な幅と略等しい。このように構成することで、磁束密度分布の改善効果が高くなり、直流重畳特性の改善効果が高くなる。

外周側に位置する前記コイル要素片の前記巻軸方向の端部に、前記平面部に対して傾斜する外側傾斜部をさらに有してもよい。内側傾斜部に比べれば効果は少ないが、多少は、磁束密度分布の改善効果が高くなり、直流重畳特性の改善効果が高くなる。

好ましくは、前記内側傾斜部のサイズは、前記外側傾斜部のサイズよりも大きい。外側傾斜部による磁束密度分布の改善効果は、内側傾斜部による磁束密度分布の改善効果に比べれば低い。そのため、コイル部の導体占有率を向上させる観点からは、外側傾斜部の前記巻軸方向の幅は、小さくてよい。

図１は本発明の一実施形態に係るコイル装置としてのインダクタ素子の斜視図である。 図２Ａは図１に示すIIＡ−IIＡ線に沿うインダクタ素子の要部断面図である。 図２Ｂは本発明の他の実施形態に係るインダクタ素子の要部断面図である。 図３（Ａ）は内側傾斜部が面取り面である場合の寸法関係を示すコイル要素片の要部概略断面図、図３（Ｂ）は内側傾斜部が凸状曲面である場合の寸法関係を示すコイル要素片の要部概略断面図である。 図４Ａは本発明の一実施例に係るインダクタ素子の要部概略断面図である。 図４Ｂは本発明の比較例に係るインダクタ素子の要部概略断面図である。 図５は本発明の実施例におけるインダクタ素子において、内側傾斜部の大きさと直流重畳特性との関係を示すグラフである。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

第１実施形態
本発明の一実施形態に係るインダクタ素子（コイル装置）について、図面を参照して説明する。図１に示すように、インダクタ素子２は、圧縮成形体（圧粉成形体）としてのコア部４と、コア部４の内部に埋設されているコイル部６とを有する。

本実施形態では、コア部４の下面は、回路基板などに接続される実装側外面４Ａであり、相互に垂直なＸ軸およびＹ軸を通る平面と略平行に形成してあり、コイル部６の巻回軸が、Ｘ軸およびＹ軸を通る平面と垂直なＺ軸に対して略平行になっている。図面において、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、相互に垂直である。

本実施形態では、コア部４の上面は、その下面に対して略平行な反実装側外面４Ｂであり、側面４Ｃ，４Ｄを含む４つの側面は、これらの上面および下面に対して略垂直となっている。ただし、コア部４の形状は、特に限定されず、６面体に限らず、円柱形、楕円柱、多角柱などであっても良い。

本実施形態のインダクタ素子２のサイズは、特に限定されないが、たとえばＸ軸方向幅が１．０〜２０ｍｍ、Ｙ軸方向幅が１．０〜２０ｍｍ、Ｚ軸方向高さが１．０〜１０ｍｍである。

このインダクタ素子２は、たとえばパソコンや携帯型電子機器などに搭載されるＤＣ／ＤＣコンバータ等の回路素子、パソコンや携帯型電子機器などに搭載される電源ラインにおけるチョークコイル、パソコンや携帯型電子機器などに搭載されるデカップリング素子、パソコンや携帯型電子機器などに搭載されるインピーダンスマッチングのための素子、パソコンや携帯型電子機器などに搭載されるフィルタの構成素子、パソコンや携帯型電子機器などに搭載されるアンテナ素子などとして用いることができる。

図１に示すように、コア部４は、コイル部６の内周部と外周部と巻軸方向の両端部とを一体化して全体を覆うようになっている。コア部４は、磁性体含有樹脂で構成され、たとえば金型内にコイル部６が配置された状態で、磁性粉体およびバインダ樹脂を含む顆粒を圧縮成形（圧粉成形）または射出成形して形成してある。磁性粉体としては、特に限定されないが、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ；鉄−シリコン−アルミニウム）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ（鉄−シリコン−クロム）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）、カルボニル鉄系、カルボニルＮｉ系、アモルファス粉、ナノクリスタル粉などの金属磁性体粉が好ましく用いられる。

ただし、磁性粉体としては、Ｍｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎなどのフェライト磁性体粉であってもよい。バインダ樹脂としては、特に限定されないが、たとえばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、シリコン樹脂、これらを組み合わせたものなどが例示される。

本実施形態では、コイル部６は、コイル状に巻回してある導電性のコイル要素片６ａおよび６ｂを有する。図２に示すように、コイル要素片６ａおよび６ｂは、それぞれ導電性板片から成り、導電性板片６ａおよび６ｂの板面（平面部８ａおよび８ｂ）に垂直な方向が、導電性板片がコイル状に巻回される巻回軸（Ｚ軸に略平行）に略平行である。

本実施形態では、コイル要素片６ａは、Ｚ軸に略垂直な平面部８ａを有する導電性板材または導電性線材で構成してあり、その一端にリード部１０ａがコイル要素片６ａと連続して一体に形成してある。リード部１０ａには、図示省略してある端子片が連続して一体に形成してあっても良く、あるいは別に成形した端子片が接続されていても良い。

本実施形態では、コイル要素片６ａは、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面内で１／４〜７／８周で円形、楕円形または角形に、コイル状に巻回してある形状を有する。なお、図面では、コイル要素片６ａは、約３／４周で円形にコイル状に巻回してあり、その先端部に接続部１２が形成してある。コイル要素６ａのＺ軸方向の下方に、コイル要素６ｂが配置してある。

コイル要素６ｂは、コイル要素６ａと同様に、Ｚ軸に略垂直な平面部８ｂを有する導電性板材または導電性線材で構成してあり、その一端にリード部１０ｂがコイル要素片６ｂと連続して一体に形成してある。リード部１０ｂには、図示省略してある端子片が連続して一体に形成してあっても良く、あるいは別に成形した端子片が接続されていても良い。

コイル要素６ｂは、コイル要素６ａと同様に、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面内で１／４〜７／８周で円形、楕円形または角形に、コイル状に巻回してある形状を有する。なお、図面では、コイル要素片６ｂは、約３／４周で円形にコイル状に巻回してあり、その先端部に接続部１２が形成してある。

接続部１２において、Ｚ軸方向にずれて積層してあるコイル要素６ａとコイル要素６ｂとが電気的に接続されて、らせん状に連続した導電経路を持つコイル部６が形成される。接続部１２は、たとえばレーザ溶接部、半田溶接部、導電性接着剤などで構成されるが、接続部１２を形成することなく、単一の導電性板材または導電性線材をらせん状に巻回してコイル部６を構成しても良い。

図１に示すように、一対のリード部１０ａ，１０ｂは、コア部４の側面４Ｃ，４Ｃから外部にそれぞれ引き出されているが、その他の側面４Ｄ，４Ｄからそれぞれ引き出されても良く、あるいは、側面４Ｃ，４Ｄからそれぞれ引き出されても良い。

コイル要素片６ａ，６ｂおよびリード部１０ａ，１０ｂを構成する導体は、たとえばＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、あるいはこれらを含む合金などで構成してある。なお、コイル要素片６ａ、６ｂおよびリード部１０ａ，１０ｂを別に成形して接続する場合には、これらは別々の材質で構成し、溶接または導電性接着剤等により接続してもよい。また、図示省略してある端子電極は、リード部１０ａ，１０ｂと一体に成形することもできるが、別々に成形して溶接または導電性接着剤等により接続してもよい。

図２Ａに示すように、コイル要素片６ａ，６ｂの表面と、必要に応じてリード部１０ａ，１０ｂの表面には、絶縁被膜３０が形成してあることが好ましい。絶縁被膜３０としては、特に限定されないが、たとえばポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエステル−イミド、ポリエステル−ナイロンなどが例示される。

絶縁被膜３０は、接続部１２が形成された後に、コイル要素片６ａ，６ｂの表面に形成しても良いが、接続部１２が形成される前の各コイル要素片６ａ，６ｂの表面に形成しても良い。接続部１２が形成される前の各コイル要素片６ａ，６ｂの表面に絶縁被膜３０を形成する場合には、接続部１２を形成する際に、その部分の絶縁被膜３０を除去してコイル要素片６ａ，６ｂの導通接続を容易にすることが好ましい。絶縁被膜３０を形成することで、接続部１２以外の部分で、コイル要素片６ａ，６ｂの相互が短絡接続することを防止することができる。

本実施形態では、コイル要素片６ａとコイル要素片６ｂとは、それぞれ導電性板材を打ち抜き成形することなどで成形される。あるいは、コイル要素片６ａとコイル要素片６ｂとは、それぞれ導電性線材をコイル状に巻回されることなどで成形される。いずれにしても、図１および図２Ａに示すように、内周側に位置するコイル要素片６ａ，６ｂの巻軸（Ｚ軸）方向の端部に、平面部８ａ，８ｂに対して傾斜する内側傾斜部２０ａ，２０ｂが形成される。

内側傾斜部２０ａ，２０ｂは、導電性板材を打ち抜き成形してコイル要素片６ａ，６ｂをそれぞれ形成する際に、同時に形成しても良く、あるいは打ち抜き成形とは別工程のプレス工程、または切削工程で形成しても良い。また、内側傾斜部２０ａ，２０ｂは、導電性線材を曲げ加工してコイル要素片６ａ，６ｂをそれぞれ形成する際に、同時に形成しても良く、あるいは曲げ加工とは別工程のプレス工程、または切削工程で形成しても良い。これらの内側傾斜部２０ａ，２０ｂは、リード部１０ａ，１０ｂにまで連続して形成してあっても良いが、リード部１０ａ，１０ｂには、形成しなくても良い。

図３（Ａ）に示すように、本実施形態では、内側傾斜部２０ａは、Ｚ軸方向の最上端部に位置するコイル要素片６ａの内側断面角部を面取りして形成してあり、Ｚ軸方向の外側から内側に向けて内径が小さくなるテーパ面を構成している。この内側傾斜部２０ａは、Ｚ軸に沿って巻軸方向幅Ｃ１１と、Ｚ軸に略垂直方向に沿って巻軸垂直方向幅Ｃ１２とを有する。また、内側傾斜部２０ｂは、Ｚ軸方向の最下端部に位置するコイル要素片６ｂの内側断面角部を面取りして形成してあり、Ｚ軸方向の外側から内側に向けて内径が小さくなるテーパ面を構成している。この内側傾斜部２０ｂは、Ｚ軸に沿って巻軸方向幅Ｃ２１と、Ｚ軸に略垂直方向に沿って巻軸垂直方向幅Ｃ２２とを有する。

コイル要素片６ａのＺ軸方向の厚みＴ１と、コイル要素片６ｂのＺ軸方向の厚みＴ２は、異なっていても良いが、好ましくは同じであり、０．０５〜０．８ｍｍの範囲内であることが好ましい。コイル要素片６ａのＺ軸と略垂直方向の幅Ｗ１と、コイル要素片６ｂのＺ軸と略垂直方向の幅Ｗ２は、異なっていても良いが、好ましくは同じであり、０．１〜４ｍｍの範囲内であることが好ましい。本実施形態では、Ｗ１／Ｔ１はＷ２／Ｔ２と略同じであり、好ましくは０．２〜４である。また、好ましくはＷ１またはＷ２は、Ｔ１またはＴ２よりも大きいことが好ましい。

本実施形態では、Ｃ１１／Ｔ１またはＣ２１／Ｔ２は、好ましくは０．１（１０％）以上である。この割合が大きいほど、磁束密度分布の改善効果が大きいが、コイル部６の導体占有率は低下することから、好ましくは５〜１５％である。

また、本実施形態では、Ｃ１２／Ｗ１またはＣ２２／Ｗ２は、好ましくは０．１（１０％）以上である。この割合が大きいほど、磁束密度分布の改善効果が大きいが、コイル部６の導体占有率は低下することから、好ましくは１〜５％である。また好ましくは、平面部８ａまたは８ｂが、コイル要素片６ａまたは６ｂのＺ軸と略垂直方向の幅Ｗ１の半分以上に残っていることが好ましい。このような範囲に設定することで、コイル部の導体占有率を極端に低下させることなく、磁束密度分布の改善効果が高くなり、直流重畳特性の改善効果が高くなる。

さらに本実施形態においては、各内側傾斜部２０ａ，２０ｂの巻軸方向幅Ｃ１１およびＣ２１は、好ましくは相互に略同じであることが好ましいが、異なっていても良い。さらに、各内側傾斜部２０ａ，２０ｂの巻軸垂直方向幅Ｃ１２およびＣ２２は、好ましくは相互に略同じであることが好ましいが、異なっていても良い。さらにまた、内側傾斜部２０ａの巻軸方向幅Ｃ１１と巻軸垂直方向幅Ｃ１２とは、好ましくは相互に略同じであることが好ましいが、異なっていても良く、内側傾斜部２０ｂの巻軸方向幅Ｃ２１と巻軸垂直方向幅Ｃ２２とは、好ましくは相互に略同じであることが好ましいが、異なっていても良い。

また、本実施形態では、外周側に位置するコイル要素片６ａ，６ｂの巻軸（Ｚ軸）方向の端部に、平面部８ａ，８ｂに対して傾斜する外側傾斜部２２ａ，２２ｂが形成してあってもよい。外側傾斜部２２ａは、Ｚ軸方向の最上端部に位置するコイル要素片６ａの外側断面角部を面取りして形成してあり、内側傾斜部２０ａと同様な構成を有する。また、外側傾斜部２２ｂは、Ｚ軸方向の最下端部に位置するコイル要素片６ｂの外側断面角部を面取りして形成してあり、内側傾斜部２０ｂと同様な構成を有する。

ただし、外側傾斜部２２ａおよび２２ｂは、内側傾斜部２０ａおよび２０ｂに比較して、サイズが小さいことが好ましく、極端な場合には、形成されていなくても良い。外側傾斜部２２ａおよび２２ｂによる磁束密度分布の改善効果は、内側傾斜部２０ａおよび２０ｂによる磁束密度分布の改善効果に比べれば低い。そのため、コイル部６の導体占有率を向上させる観点からは、外側傾斜部２２ａ，２２ｂのサイズは小さくてよい。

図３（Ａ）に示す例では、内側傾斜部２０ａおよび２０ｂと外側傾斜部２２ａおよび２２ｂとを、断面角部を除去した面取り面で構成したが、図３（Ｂ）に示すように、断面角部を丸めた凸状曲面で構成してもよい。その場合において、内側傾斜部２０ａの曲率半径Ｒ１が、図３（Ａ）に示す幅Ｃ１１またはＣ１２に対応し、内側傾斜部２０ｂの曲率半径Ｒ２が、図３（Ａ）に示す幅Ｃ２１またはＣ２２に対応する寸法関係となる。外側傾斜部２２ａおよび２２ｂに関しても同様である。

また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例では、内側傾斜部２０ａおよび２０ｂと外側傾斜部２２ａおよび２２ｂとが、全て面取り面か、あるいは全てが凸状曲面で構成してあるが、これらは組み合わせて用いてもよい。また、これらの傾斜部２０ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂは、面取り面または凸状曲面以外に、凹状曲面または段差などで構成されていてもよい。

本実施形態では、Ｚ軸方向上側に位置するコイル要素片６ａと、Ｚ軸方向の下側に位置するコイル要素片６ｂとは、これらの表面に形成される絶縁層により電気的に絶縁してあり、図３（Ａ）および図３（Ｂ）では、絶縁層の図示を省略している。これらのコイル要素片６ａとコイル要素片６ｂとが向き合う平面部８ａ，８ｂには、内側傾斜部または外側傾斜部のいずれも形成されていないことが好ましい。傾斜部が形成され過ぎると、コイル部６の導体占有率が低下し、直流抵抗が増大するおそれがあるからである。

また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）では、Ｚ軸方向の上端の内側傾斜部２０ａが形成してあるコイル要素片６ａと、Ｚ軸方向の下端の内側傾斜部２０ｂが形成してあるコイル要素片６ｂとが、直接にＺ軸方向に積層してある。しかしながら、これらの間には、その他の単一または複数の中間コイル要素片（図示省略）が介在してあってもよい。中間コイル要素片は、コイル要素片６ａおよび６ｂの間で、これらにコイル状に接続してあり、Ｚ軸方向に複数ターンのコイル部６を構成する。

中間コイル要素片には、傾斜部２０ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂなどを形成する必要がないが形成されていてもよい。中間コイル要素片に傾斜部を形成しても、磁束密度分布の改善には寄与せず、コイル部６の導体占有率を低下させる傾向にある。

図１において、特に限定されないが、本実施形態のコイル部６のＸ軸方向の寸法はコア部４のＸ軸方向寸法よりも小さく、コイル部６のＹ軸方向の寸法はコア部４のＹ軸方向寸法よりも小さく、コイル部６のＺ軸方向の寸法はコア部４のＺ軸方向寸法よりも小さい。コイル部６の内周、外周および巻軸方向の両端をコア部４が覆うような寸法関係となっている。コイル部６の外周形状は、本実施形態では略円形としているが、略楕円形、略長方形、多角形であっても良い。

本実施形態に係るインダクタ素子２では、内周側に位置するコイル要素片６ａ，６ｂのＺ軸方向の端部に、平面部８ａ，８ｂに対して傾斜する内側傾斜部２０ａまたは２０ｂを設けることのみで、磁束密度分布が大幅に改善され、同時に、直流重畳特性も改善される。

このことは、図４Ａおよび図４Ｂに示す実験結果からも明らかである。図４Ｂは、内側傾斜部を持たない内側角部２２０ａおよび２２０ｂを有する一般的なコイル要素片２０６ａ，２０６ｂを、コイル状に接続してコア部４の内部に埋め込んで、磁束密度分布を測定した結果である。また、図４Ａは、内側傾斜部２０ａ，２０ｂを有する本実施形態のコイル要素片６ａ，６ｂを、コイル状に接続してコア部４の内部に埋め込んで、磁束密度分布を測定した結果である。

図４Ａを図４Ｂに比較して分かるように、図４Ａに示す本実施形態では、図４Ｂに示す比較例（従来例）に比較して、内側角部で磁束密度が集中することを有効に防止することができる。図４Ｂに示すように、内側傾斜部を設けない場合には、コイル部２０６の巻軸（Ｚ軸）方向の内側両端に角部が形成され、その付近において、磁束密度が高くなり、磁気飽和しやすくなり、直流重畳特性が悪くなると考えられる。

本実施形態に係るインダクタ素子２では、コイル部６の巻軸方向の内側両端のいずれかに傾斜部２０ａまたは２０ｂを具備させることで、磁束密度の集中が改善され、磁気飽和し難くなり、直流重畳特性が向上すると考えられる。内側傾斜部２０ａ，２０ｂのサイズの大きさ（特に巻軸方向の幅Ｃ１１とＣ２１または曲率半径Ｒ１，Ｒ２）と直流重畳特性Ｉｄｃとの関係をグラフ化した図を図５に示す。

図５に示すように、巻軸方向のコイル要素片の厚みＴ１，Ｔ２に対して、巻軸方向の幅Ｃ１１とＣ２１または曲率半径Ｒ１，Ｒ２が大きくなるほど、直流重畳特性が向上することが確認できた。なお、図５は、コイル装置のインダクタンスを同じと仮定した場合の結果である。

また、傾斜部２０ａまたは２０ｂを具備させるのみで、インダクタ素子２のインダクタンスも向上することも実験により明らかになっている。したがって、本実施形態のインダクタ素子２によれば、インダクタンスを従来と同じにすれば、コイル部６の巻数の低減を図ることができると共に、コア部４の材質の選択の幅が広がるなどの利点もある。

さらに本実施形態に係るコイル装置２では、コイル要素片６ａ，６ｂが平面部８ａ，８ｂを有するために、コイル状に導電経路を持つように接続してあるコイル要素片６ａ，６ｂをＺ軸方向に重ねて配置する場合に、図２Ａに示すように、コイル要素片６ａ，６ｂの平面部８ａ，８ｂ同士が向き合うことになる。そのため、コア部４を形成するための圧粉成形時に、コイル要素片６ａ，６ｂの相互が位置ズレしたり変形するおそれが少なく、インダクタンスなどの磁気特性のばらつきが少ない。

第２実施形態
図２Ｂに示すように、本実施形態に係るインダクタ素子（コイル装置）１０２は、以下に示す以外は、第１実施形態に係るインダクタ素子と同様な構成を有し、同様な作用効果を奏する。以下の説明では、重複する説明は省略し、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明する。なお、図面に示す符号も、部材が共通する部材には、同様な符号を付して、その説明も一部省略する。

図２Ｂに示すように、本実施形態のインダクタ素子１０２では、Ｚ軸方向の上部に配置されるコイル要素片１０６ａが、Ｘ軸およびＹ軸の平面において二重あるいはそれ以上の多重に巻回してある。また同様に、Ｚ軸方向の下部に配置されるコイル要素片１０６ｂは、Ｘ軸およびＹ軸平面において二重あるいはそれ以上の多重に巻回してある。各コイル要素片１０６ａおよび１０６ｂにおいて、外側に巻回されるコイル要素片１０６ａ，１０６ｂには、内側傾斜部２０ａ，２０ｂが形成されない。ただし、外側に巻回されるコイル要素片１０６ａ，１０６ｂには、外側傾斜部２２ａ，２２ｂ（図３参照）は形成されても良い。

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。

たとえば、上述した実施形態では、コイル部６のＺ軸方向の両端に内側傾斜部２０ａ，２０ｂを形成してあるが、内側傾斜部２０ａ，２０ｂの内のいずれかは省略してもよい。また、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す外側傾斜部２２ａ，２２ｂは、必要に応じて形成すれば良く、形成されなくても良い。

さらに上述した実施形態では、コア部４としては、磁性体粉含有樹脂で構成してあるが、磁性体を含まない封止樹脂などで構成してもよい。

２，１０２，２０２… インダクタ素子（コイル装置）
４… コア部
４Ａ… 上面
４Ｂ… 下面
４Ｃ，４Ｄ… 側面
６，１０６，２０６… コイル部
６ａ，６ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，２０６ａ，２０６ｂ… コイル要素片
８ａ，８ｂ… 平面部
１０ａ，１０ｂ… リード部
１２… 接続部
２０ａ，２０ｂ… 内側傾斜部
２２ａ，２２ｂ… 外側傾斜部
３０… 絶縁被膜

また、本実施形態では、Ｃ１２／Ｗ１またはＣ２２／Ｗ２は、好ましくは０．１（１０％）以上である。この割合が大きいほど、磁束密度分布の改善効果が大きいが、コイル部６の導体占有率は低下する。また好ましくは、平面部８ａまたは８ｂが、コイル要素片６ａまたは６ｂのＺ軸と略垂直方向の幅Ｗ１の半分以上に残っていることが好ましい。このような範囲に設定することで、コイル部の導体占有率を極端に低下させることなく、磁束密度分布の改善効果が高くなり、直流重畳特性の改善効果が高くなる。

Claims (8)

1. 仮想の巻軸に沿ってコイル状に巻回してあるコイル要素片を有するコイル部と、
   前記コイル部を覆うコア部と、を有するコイル装置であって、
   前記コイル要素片が、前記巻軸に対して略垂直な平面部を持ち、
   内周側に位置する前記コイル要素片の前記巻軸方向の端部に、前記平面部に対して傾斜する内側傾斜部を有することを特徴とするコイル装置。
2. 前記内側傾斜部は、面取り面または凸状曲面である請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記内側傾斜部は、内周側に位置する前記コイル要素片の前記巻軸方向の両端部にそれぞれ形成してある請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 前記内側傾斜部がそれぞれ形成してある前記コイル要素片の間には、前記内側傾斜部が形成されていないコイル要素片が位置する請求項１〜３のいずれかに記載のコイル装置。
5. 前記内側傾斜部の前記巻軸方向の幅は、前記コイル要素の前記巻軸方向の厚みの１０％以上である請求項１〜４のいずれかに記載のコイル装置。
6. 前記内側傾斜部の前記巻軸方向の幅は、前記内側傾斜部の前記巻軸方向に略垂直な幅と略等しい請求項５に記載のコイル装置。
7. 外周側に位置する前記コイル要素片の前記巻軸方向の端部に、前記平面部に対して傾斜する外側傾斜部をさらに有する請求項１〜６のいずれかに記載のコイル装置。
8. 前記内側傾斜部の前記巻軸方向の幅は、前記外側傾斜部の前記巻軸方向の幅よりも大きい請求項７に記載のコイル装置。

Images