JP2020161552A - コイル、インダクタ素子、コイルの製造方法、及びインダクタ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造ばらつきが小さく、より小型なコイルを提供する。【解決手段】コイル軸を周回するループが複数連続した導線を備えるコイルであって、導線は、コイル軸に直交する平面に沿ってコイル軸を周回する第ｎループ目（但し、ｎは自然数）に形成される第１導線部と、コイル軸方向において第１導線部に隣接し、かつ、コイル軸に直交する平面に沿ってコイル軸を周回する第ｎ＋１ループ目に形成される第２導線部と、第１導線部の端部と第２導線部の端部とをコイル軸方向に接続する接続部と、を含む。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、小型化されたコイル及びコイルの製造方法に関する。

また、本発明は小型化されたコイルに磁性体コアが挿入されたインダクタンス素子及びインダクタ素子の製造方法に関する。

従来、導電板から打ち抜きとプレス加工によって成形されたプレスコイルに、磁性体コアを挿入したインダクタンス素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のプレスコイルは、導体をカットし、プレスして作製される。そのため、導線を螺旋状に巻回するのに較べて成形が容易であり、インダクタンス素子の製造も容易で、製造時のばらつきが小さい。

特開平６−８４６４８号公報

しかしながら、近年の電子機器の高性能化のため、上記の構成のインダクタ素子では小型化を満足できない場合がある。上述のインダクタンス素子は、導電板の左右から交互に平行な切れ目を入れて形成した導線を、厚み方向にずらすことによりプレスコイルを形成し、磁性体コアを挿入して形成される。そのため、プレスコイルの導線間の距離は導線幅以上となってしまうという問題があった。例えば、インダンクタンス素子では、プレスコイルをより小型化するために、プレスコイルの導線間の距離を近づけたコイル形状の開発が求められる。

従って、本発明の目的は、製造ばらつきが小さく、より小型なコイル、インダクタ素子、及びコイルの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のコイルは、コイル軸を周回するループが複数連続した導線を備えるコイルであって、導線は、コイル軸に直交する平面に沿ってコイル軸を周回する第ｎループ目（但し、ｎは自然数）に形成される第１導線部と、コイル軸方向において第１導線部に隣接し、かつ、コイル軸に直交する平面に沿ってコイル軸を周回する第ｎ＋１ループ目に形成される第２導線部と、第１導線部の端部と第２導線部の端部とをコイル軸方向に接続する接続部と、を含む。

本発明のコイルによれば、製造ばらつきが小さくでき、また、コイルをより小型にすることができる。

実施の形態１におけるコイル１０の概略斜視図 図１Ａのコイル１０におけるＡ−Ａ線に沿った断面図 実施の形態１におけるコイル１０の側面図 実施の形態１におけるコイル１０の簡略図 コイル１０の形成前の導線２０を簡易的に示した図 第１導線２１と第２導線２２とが形成された導電板２３の平面図 第１導線２１における曲げ部Ｐ４を曲げた後の平面図 第１導線２１における曲げ部Ｐ４を曲げた後の側面図 第１導線部２１における曲げ部Ｐ４を曲げた後の斜視図 第１導線２１における曲げ部Ｐ５を曲げた後の斜視図 第１導線２１における曲げ部Ｐ９を曲げた後の斜視図 第１導線２１における曲げ部Ｐ７を曲げた後の斜視図 第１導線２１における曲げ部Ｐ８を曲げた後の斜視図 第１導線２１における曲げ部Ｐ６を曲げた後の斜視図 第２導線２２における曲げ部Ｐ１を曲げた後の斜視図 第２導線２２における曲げ部Ｐ３を曲げた後の斜視図 第２導線２２における曲げ部Ｐ２を曲げた後の斜視図 第１導線２１と第２導線２２を接合させた後におけるコイル１０の斜視図 変形例１におけるコイル１００の斜視図 変形例１におけるコイル１００の底面図 変形例１におけるコイル１００の平面図 変形例１におけるコイル１００の側面図 変形例２に示すコイル２００の斜視図 変形例２に示すコイル２００の底面図 変形例１のコイル１００にコア材３１０を挿入したインダクタ素子３００の分解斜視図 図１４Ａに示した変形例１のコイル１００にコア材３１０を挿入したインダクタ素子３００の斜視図 図１９Ｂで示したインダクタンス素子３００を回路基板４０１に実装した際の側面図 図１９Ｂで示したインダクタンス素子３００を回路基板４０１に実装した際の平面図

本発明の第１態様によれば、コイル軸を周回するループが複数連続した導線を備えるコイルであって、導線は、コイル軸に直交する平面に沿ってコイル軸を周回する第ｎループ目（但し、ｎは自然数）に形成される第１導線部と、コイル軸方向において第１導線部に隣接し、かつ、コイル軸に直交する平面に沿ってコイル軸を周回する第ｎ＋１ループ目に形成される第２導線部と、第１導線部の端部と第２導線部の端部とをコイル軸方向に接続する接続部と、を含む、コイルを提供する。

このような構成によれば、第１導線部及び第２導線部をコイル軸方向で異なる位置で接続する接続部を設けているので、コイルをコイル軸方向と垂直な方向に複数回巻くことができる。そのため、より小型なコイルを形成することができる。

本発明の第２態様によれば、コイルは複数の接続部を有し、複数の接続部はコイル軸方向に間隔をあけて隣り合っている、第１態様に記載のコイルを提供する。このような構成によれば、接続部がコイル軸方向に間隔をあけて隣り合っているのでコイルをより小型にすることができる。

本発明の第３態様によれば、第１導線部と接続部との接続箇所において第１導線部と接続部とのなす角は９０度以上である、第１又は第２態様に記載のコイルを提供する。このような構成によれば、製造時や外部からの衝撃時に導線が破断しにくくなる。

本発明の第４態様によれば、接続部は、コイル軸方向における幅が第１導線部及び第２導線部のコイル軸方向における幅も長い幅広部を有する、第１から第３態様のいずれかに記載のコイルを提供する。このような構成によれば、接続部のコイル軸方向の幅の長さを相対的に長くすることでコイルを基板に実装した際に基板からの熱をコイルが放熱しやすくなる。

本発明の第５態様によれば、第１導線部と第２導線部とのコイル軸方向における間隔は、導線のコイル軸方向における導線の幅よりも小さい、第１から第４態様のいずれかに記載のコイルを提供する。このような構成によれば、第１導線部と第２導線部とのコイル軸方向の間隔は導線のコイル軸方向の長さよりも小さくすることができるため、コイルをより小型にすることができる。

本発明の第６態様によれば、コイルは、コイルの一方端部及び他方端部に近づくにしたがって導線の幅が広くなる部分を有する、第１から５態様のいずれかに記載のコイルを提供する。このような構成によれば、コイルを安定的に回路基板などに実装することができる。

本発明の第７態様によれば、第１から第６態様のいずれかに記載のコイルと、記コイルの内側に挿入されたコア材と、を備える、インダクタ素子を提供する。このような構成によれば、より小型なインダクタ素子を得ることができる。

本発明の第８態様によれば、コア材はコイル軸方向と平行な面を有し、接続部はコア材の面上に複数配置され、複数の接続部はコイル軸方向に隣り合う位置に配置される、第７態様に記載のインダクタ素子を提供する。このような構成によれば、接続部がコイル軸方向に間隔をあけて隣り合っているので、より小型なインダクタ素子を得ることができる。

本発明の第９態様によれば、導電板の一部を除去して、直線形状の第１導線部と、直線形状の第２導線部と、第１導線部の一方側の端部と第２導線部の一方側の端部とを、第１導線部および第２導線部と交差する方向に接続する接続部と、を準備する工程と、第１導電部の他方側の端部を第１導電部の一方側の端部に近づけるように曲げてループ形状とする工程と、第２導電部の他方側の端部を第２導電部の前記一方側の端部に近づけるように曲げてループ形状とし、複数のループを有するコイルを形成する工程と、を含む、コイルの製造方法を提供する。このような製造方法によれば、導電板の主面と垂直な方向に第１導線部及び第２導線部を曲げるため、製造ばらつきの小さいコイルを形成することができる。また、導電板の主面と垂直方向に第１導線部及び第２導線部を曲げ、第１導線部と第２導線部導線部との端部を接続部で接続することでコイルを形成しているため、より小型なコイルを形成することができる。

本発明の第１０態様によれば、第１導電部、第２導電部または接続部は、複数の導線部材に分離して形成され、分離した導線部材を接続する工程をさらに含む、第９態様に記載のコイルの製造方法を提供する。このような製造方法によれば、レーザ加工機により、第１導線部又は第２導線部と接続部を精度よく接合することができる。

本発明の第１１態様によれば、第１導線部または第２導線部を曲げてループ形状とする工程において、第１導線部又は第２導線部の他方側の端部が固定部材の端部より突出させた状態で第１導線部又は第２導線部を固定部材に固定し、第１導線部又は第２導線部の前記突出した部分を押込み部材で押し当てて曲げる、第９または第１０態様に記載のコイルの製造方法を提供する。このような製造方法によれば、第１導線部又は第２導線部の一方側の端部を固定して、第１導線部又は第２導線部の他方側の端部を押込み部材で押し当てて曲げるため、製造のばらつきを小さくすることができる。

本発明の第１２態様によれば、第１態様から第６態様のいずれか１つの態様に記載のコイルの内側に磁性体材料を含むコア材を挿入し、コイルの外側を囲むように磁性体材料を含む絶縁部材を配置し、コア部材と絶縁部材は接触して配置され、コイル、コア材、及び絶縁部材を加熱、加圧することで、コア材、絶縁部材を一体化するインダクタ素子の製造方法を提供する。このような製造方法によれば、コイル、コア材、及び絶縁部材に生じる隙間を減少できるので、磁束密度を向上させることができる。

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１Ａは、実施の形態１におけるコイル１０の概略斜視図である。図１Ｂは、図１Ａにおけるコイル１０のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２は、実施の形態１におけるコイル１０の側面図である。

図１Ａ、図２に示すように、コイル１０は、第１ループ１、第２ループ２、第３ループ３、及び接続部４を含む。コイル１０は、導線を複数回巻いた構造の電子部品である。例えば、コイル１０は、電気回路においてインダクタンスをもつ電子部品として用いられる。

コイル１０の構成を簡易的に説明するため、図３を用いてコイル１０の構成について説明する。図３は、実施の形態１におけるコイル１０の簡略図であり、コイル１０の導線を模式的に線状に示している。まず、第１ループ１、第２ループ２、及び第３ループ３について説明する。

第１ループ１は、コイル１０のコイル軸５に沿う方向（Ｘ方向）（以下、コイル軸方向と呼ぶ）からコイル１０を見た場合に、コイル軸方向と垂直な面（ＹＺ平面）に沿って、コイル軸５を周回したループ形状を備える。ここで、ＹＺ平面は有限の平面であって外周を有し、第１ループ１はＹＺ平面の外周に沿って周回しているものとする。以降のＹＺ平面、第２、第３ループについても同様のことがいえるため、説明は省略する。また、第１ループ１の一方端部は第１ループ１の他方端部に近づくように第１ループ１がコイル軸５を周回している。本実施の形態１では、第１ループ１の一方端部を始端１ａ、第１ループ１の他方端部を終端１ｂと呼ぶ。第１ループ１は、Ｘ方向マイナス向きに見た場合、第１ループ１の始端１ａから終端１ｂに向かってコイル軸５を時計回りに周回するようなループ形状を有している。

第２ループ２は、コイル１０のコイル軸方向（Ｘ方向）からコイル１０を見た場合に、コイル軸方向と垂直な面（ＹＺ平面）に沿って、コイル軸５を周回したループ形状を備える。また、第２ループ２の一方端部は第２ループ２の他方端部に近づくように第２ループ２がコイル軸５を周回している。本実施の形態１では、第２ループ２の一方端部を始端２ａ、第２ループ２の他方端部を終端２ｂと呼ぶ。第２ループ２は、Ｘ方向マイナス向きに見た場合、第２ループ２の始端２ａから終端２ｂに向かってコイル軸５を時計回りに周回するようなループ形状を有している。

第３ループ３は、コイル１０のコイル軸５に沿う方向（Ｘ方向）からコイル１０を見た場合に、コイル軸方向と垂直な面（ＹＺ平面）に沿って、コイル軸５を周回したループ形状を備える。また、第３ループ３の一方端部は第３ループ３の他方端部に近づくように第３ループ３がコイル軸５を周回して曲げられている。本実施の形態１では、第３ループ３の一方端部を始端３ａ、第３ループ３の他方端部を終端３ｂと呼ぶ。第３ループ３は、Ｘ方向マイナス向きに見た場合、第３ループ３の始端３ａから終端３ｂに向かってコイル軸５を時計回りに周回するようなループ形状を有している。

第１ループ１と第２ループ２とは、コイル軸方向において間隔をもって、隣り合う位置に配置されている。図１Ａ、図２、及び図３に示すように、第１ループ１と第２ループ２とは、始端１ａ、２ａと終端１ｂ、２ｂの位置が異なる部分はあるが、ループの外形は実質的に同一となっている。

第２ループ２と第３ループ３とは、コイル軸方向において間隔をもって、隣り合う位置に配置されている。図１Ａ、図２、及び図３に示すように、第２ループ２と第３ループ３とは、始端２ａ、３ａと終端２ｂ、３ｂの位置が異なる部分はあるが、ループの外形は実質的に同一となっている。

ここで、本実施の形態１において、コイル１０が備える複数のループの内の一つのループが第１導線部に相当し、この一つのループと隣り合う別の一つのループが第２導線部に相当する。言い換えれば、コイル軸方向においてｎ番目に配置されるループをｎループ（但し、ｎは自然数）、ｎ＋１番目に配置されるループをｎ＋１ループとした場合に、ｎループが第１導線部となり、ｎ＋１ループが第２導線部となる。なお、以降の本実施の形態１の説明においては、第１ループ１を第１導線部１、第２ループ２を第２導線部２と称する場合がある。本実施の形態１では、コイル１０はループを３つ備えるが、ループを４つ以上備えた形態でもよく、少なくともループを２つ備えた形態であればよい。

次に、図３を用いて接続部４を説明する。図３に示すように、接続部４は、第１導線部１の終端１ｂと第２導線部２の始端２ａとを接続している。接続部４は、コイル軸方向において、第１導線部１の終端１ｂ及び第２導線部２の始端２ａから延びる成分を有している。つまり、接続部４はコイル軸方向において、コイル１０のｎループ（但し、ｎは自然数）の終端とコイル１０のｎ＋１ループ目の始端とを接続するコイル１０の一部分である。隣接するループを接続部４が接続することにより、第１ループ１の始端１ａから第３ループ３の終端３ｂまで導線が連続したコイル１０が構成されている。

図１Ｂに示すように、コイル１０の導線の断面形状は矩形状となっている。コイルのループの内周面及び外周面はコイル軸方向（Ｘ方向）と平行となっている。また、コイル１０は、コイル軸方向（Ｘ方向）と垂直な面（ＹＺ平面）に沿って延びる面を有する。導線は導電性の材料から構成され、例えば、銅から構成される。

図３を用いて、コイル１０の曲げ部Ｐ１からＰ９について説明する。図３に示すように、曲げ部Ｐ１からＰ９は、ＹＺ平面においてＹ方向からＺ方向又はＺ方向からＹ方向に導線の向きが変わる部分である。なお、具体的なコイル１０の製造方法について後述するが、本実施の形態１では、曲げ部Ｐ１からＰ９において導線を複数回曲げてコイル１０を形成している。また、本実施の形態１では２本の導線を接合してコイル１０を製造する。接合部Ｊは２本の導線を接合した部分を示している。

図２及び図３に示すように、コイル１０には複数の接続部４（例えば、２つの接続部４）が配置されている。また、複数の接続部４はコイル軸方向において間隔をあけて隣り合っている。本実施の形態１では、隣り合う複数の接続部４の間隔が一定である。また、コイル軸方向から見た際に接続部４同士が少なくとも重なっている部分を有している。このような構造により、より小型なコイル１０を形成することができる。

図２に示すように、コイル軸方向における第１導線部１と第２導線部２との間隔αはコイル軸方向における導線の幅ｔ（Ｘ方向）よりも小さい。接続部４のＸ方向の成分の長さを調整することで、コイル軸方向における第１導線部１と第２導線部２の間隔αをコイル軸方向における導線の幅ｔよりも小さくすることができる。そのため、より小型なコイル１０を形成することができる。なお、本実施の形態１では導線の幅ｔは一定となっている。間隔αは、平均値、最大値、最小値の何れかを設定してよい。

図１Ａ、図１Ｂ、及び図２に示すように、第１導線部１と接続部４の接続箇所において、第１導線部１の上面と接続部４の上面のなす角ａは９０度以上である構造となっている。また、第２導線部２と接続部４の接続箇所において、第２導線部２の下面と接続部４の下面のなす角ｂは９０度以上である構造となっている。このような構成によれば、第１導線部１と接続部４との接続箇所、第２導線部２と接続部４との接続箇所に応力が集中しにくくなるため、コイル１０が破断しにくくなる。ここで、第１導線部１の上面とは、コイル軸方向と垂直な面であって、第２導線部２と近い側の面を指す。また、第１導線部１の下面とはコイル軸方向において第１導線部１の上面と対向する面を指す。

次に、図４から図１６を用いて本実施の形態１のコイル１０の製造方法について説明する。

まず、図４を用いて、本実施の形態１のコイル１０の製造方法を簡略的に説明する。図４はコイル１０の形成前の導線２０を簡易的に示した図である。導線２０は、ループ形状に曲げる前の第１ループ１、第２ループ２、第３ループ３、及び接続部４に相当する部分として第１部分３１、第２部分３２、第３部分３３、及び第４部分３４を備える。図４に示すように、第１部分３１、第２部分３２、及び第３部分３３は、Ｘ方向において各々が異なる位置に配置される。また、第１部分３１、第２部分３２、及び第３部分３３はＹ方向に延びている。なお、第１部分３１、第２部分３２、及び第３部分３３の各々はＸ方向において重なっていない位置に配置されている。

図４に示すように、導線２０は、第４部分３４を２つ備えている。一方の第４部分３４は第１部分３１の端部と第２部分３２の端部とを接続し、他方の第４部分３４は、第２部分３２の端部と第３部分３３の端部とを接続する。各々の第４部分３４は、Ｘ方向に延びる成分を有しており、例えば、Ｘ方向およびＹ方向に対して傾斜した方向に延びている。図４では導線は線状で記載しているが、本実施の形態１において導線２０は矩形断面形状を有している。

次に、導線２０をコイル１０の形態に曲げる工程を説明する。導線２０の曲げ部Ｐ１から曲げ部Ｐ９は、曲げる部分を点線にて記載したものである。本実施の形態１は、第１部分３１の曲げ部Ｐ１をＺ方向に曲げる。後述するように、曲げる際に導線２０を固定する固定部材や導線２０を曲げるための押込み部材を用いて、導線２０をコイル形状に塑性変形させる。このような構成により、導線２０の延びる方向（Ｙ方向）と垂直な方向（Ｚ方向）に導線２０を曲げることができる。

また、本実施の形態１は、第１部分３１の曲げ部Ｐ２及び曲げ部Ｐ３をＺ方向で曲げる。このような工程により、導線２０をコイル軸方向（Ｘ方向）と垂直な方向（Ｙ方向、Ｚ方向）に曲げたコイルを形成することができる。本実施の形態１では第１部分３１において、曲げ部Ｐ１と、曲げ部Ｐ２と、曲げ部Ｐ３とを曲げることで、ＹＺ平面に沿って周回するコイル１０の第１ループ１を形成することができる。

同様に、第２部分３２において、曲げ部Ｐ４、曲げ部Ｐ５、曲げ部Ｐ６の部分をＺ方向に曲げることで、ＹＺ平面に沿って周回するコイル１０の第２ループ２を形成することができる。また、第３部分３３において、曲げ部Ｐ７、曲げ部Ｐ８、曲げ部Ｐ９の部分をＺ方向に曲げることで、ＹＺ平面に沿って周回するコイル１０の第３ループ３を形成することができる。

上記説明により、導線２０をコイル１０の形態に曲げる工程を簡易的に説明した。次に具体的な本発明のコイル１０の製造工程を説明する。

図５は第１導線２１と第２導線２２とが形成された導電板２３の平面図である。図５に示すように、導電板２３は、第１導線２１、第２導線２２、及び保持部２４を備える。導電板２３は導電性を有する板であればよく、例えば、金属板が挙げられる。なお、図５に記載されているＰ１からＰ９は、図４の曲げ部Ｐ１から曲げ部Ｐ９の位置を記載したものである。

第１導線２１、第２導線２２は、例えば、矩形状の一枚の導電板２３に対してエッチング加工やパンチング加工などを行い、導電板２３の一部を除去して形成される。本実施の形態１では、導線として第１導線２１と第２導線２２とが形成されているが、導線は１つの導線でもよく、互いに分離した３つ以上の導線が１つの導電板２３に形成されていてもよい。第１導線２１は、図４の模式図に示した第２部分３２、第３部分３３、及び第４部分３４を備え、第２導線２２は、図４の模式図に示した第１部分３１、第４部分３４を備える。

導電板２３において、第１導線２１と第２導線２２とは保持部２４によって保持されている。保持部２４を有することで、後述する導線をコイル形状に曲げる際に導電板２３を固定する固定部材４２と接触する面積を増やすことができる。このような構成により、安定して導線をコイル形状に曲げることができる。

次に本実施の形態１の工程について説明する。図６Ａは、第１導線２１における曲げ部Ｐ４を曲げた後の平面図である。図６Ｂは、第１導線２１における曲げ部Ｐ４を曲げた後の側面図である。図７は、第１導線部２１における曲げ部Ｐ４を曲げた後の斜視図である。図６Ａ、６Ｂに示すように、曲げ加工装置４０は、押込み部材４１と、固定部材４２とを備える。なお、図６Ａ、図６Ｂでは曲げ加工装置４０における一部の構成のみを示している。固定部材４２は導線を曲げる際に導電板２３が不要な方向へ移動しないように固定するために用いられる。なお、固定部材４２は導電板２３に接触して固定できればよく、様々な形態を採り得る。押込み部材４１は、固定部材４２によって固定された状態の導電板２３に対して相対的に移動することにより、第１導線２１と第２導線２２に外力を付加して第１導線２１と第２導線２２とを塑性変形で曲げるために用いられる。

図６Ａ，図６Ｂに示すように、Ｙ方向において、第１導線２１の曲げ部Ｐ４を固定部材４２の端部に合わせ、第１導線２１の一部分を固定部材４２から突出させた状態で導電板２３を固定部材４２により固定させる。その後、押込み部材４１をＺ方向におけるマイナスの向きに移動させることにより、固定部材４２の端部から突出している第１導線２１の一部分（突出部分）に外力を付加する。押込み部材４１は、突出部分が９０度（すなわち、Ｚ方向に沿った姿勢）になった時点で移動を停止させる。これにより、第１導線２１が曲げ部Ｐ４において、９０度曲げられた状態となる。その後、押込み部材４１はＺ方向におけるプラスの向きに移動させて所定の位置に戻る。このような方法によれば、図６Ｂ、図７に示すように、第１導線２１の曲げ部Ｐ４を導電板２３の主面と垂直な方向（Ｚ方向におけるマイナスの向き）に曲げることができる。なお、第１導線２１と保持部材２４の接続箇所は曲げる工程の前に切断するのが好ましいが、曲げる工程と同時に第１導線２１と保持部材２４の接続箇所を切断してもよい。

次に、図８を用いて曲げ部Ｐ５を曲げる工程について説明する。図８は、第１導線２１における曲げ部Ｐ５を曲げた後の斜視図である。図８は、説明の簡易化のため第１導線２１のみを示している。曲げ部Ｐ５を曲げる工程は、第１導線２１の曲げ部Ｐ５を固定部材４２の端部に合わせ、第１導線２１の一部分を固定部材４２の端部から突出させた状態で導電板２３を固定部材４２により固定させる。その後、曲げ部Ｐ４の曲げ工程と同様に、押込み部材４１をＺ方向におけるマイナスの向きに移動させて、突出部分に外力を付加することにより、曲げ部Ｐ５において第１導線２１を曲げる。なお、第１導線２１の端部Ａは端部Ｂに近づくように曲げられる。

次に図９を用いて曲げ部Ｐ９を曲げる工程について説明する。図９は第１導線２１における曲げ部Ｐ９を曲げた後の斜視図である。図９は、説明の簡易化のため第１導線２１のみを示している。曲げ部Ｐ９を曲げる工程は、前述した曲げ部Ｐ４を曲げる工程と同様に、曲げ部Ｐ９に対して固定部材４２や押込み部材４１を用いて、導電板２３の主面と垂直な方向（Ｚ方向におけるマイナスの向き）に第１導線２１を曲げる。なお、第１導線２１の端部Ｂは端部Ａに近づくように曲げられる。

次に図１０を用いて曲げ部Ｐ７を曲げる工程について説明する。図１０は曲げ部Ｐ７を曲げた後の斜視図である。図１０は、説明の簡易化のため第１導線２１のみを示している。曲げ部Ｐ７は、前述した曲げ部Ｐ４と同様に、曲げ部Ｐ７に対して固定部材４２や押込み部材４１を用いて、導電板２３の主面と垂直な方向（Ｚ方向におけるマイナスの向き）に第１導線２１を曲げる。なお、第１導線２１の端部Ａは端部Ｂに近づくように曲げられる。

次に図１１を用いて曲げ部Ｐ８を曲げる工程について説明する。図１１は曲げ部Ｐ８を曲げた後の斜視図である。図１１は、説明の簡易化のため第１導線２１のみを示している。曲げ部Ｐ８を曲げる工程は、前述した曲げ部Ｐ４を曲げる工程と同様に、曲げ部Ｐ８に対して固定部材４２や押込み部材４１を用いて、導電板２３の主面と垂直な方向（Ｚ方向におけるマイナスの向き）に第１導線２１を曲げる。

第１導線２１の曲げ部Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９を導電板２３の主面と垂直な方向に曲げることで、第１導線２１における第３部分３３を第３ループ３の形態に曲げることができる。

次に図１２を用いて曲げ部Ｐ６を曲げる工程について説明する。図１２は曲げ部Ｐ６を曲げた後の斜視図である。図１２は、説明の簡易化のため第１導線２１のみを示している。曲げ部Ｐ６を曲げる工程は、前述した曲げ部Ｐ４を曲げる工程と同様に、曲げ部Ｐ６に対して固定部材４２や押込み部材４１を用いて、第１導線２１を導電板２３の主面と垂直な方向（Ｚ方向におけるプラスの向き）に曲げる。

第１導線２１の曲げ部Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を導電板２３の主面と垂直な方向に曲げることで、第１導線２１における第２部分３２を第２ループ２の形態に曲げることができる。

次に図１３を用いて曲げ部Ｐ１を曲げる工程について説明する。図１３は曲げ部Ｐ１を曲げた後の斜視図である。図１３は、説明の簡易化のため第２導線２２のみを示している。曲げ部Ｐ１を曲げる工程は、前述した曲げ部Ｐ４を曲げる工程と同様に、曲げ部Ｐ１に対して固定部材４２や押込み部材４１を用いて、第２導線２２を導電板２３の主面と垂直な方向（Ｚ方向におけるマイナスの向き）に曲げる。

次に図１４を用いて曲げ部Ｐ３を曲げる工程について説明する。図１４は曲げ部Ｐ３を曲げた後の斜視図である。図１４は、説明の簡易化のため第２導線２２のみを示している。曲げ部Ｐ３を曲げる工程は前述した曲げ部Ｐ４を曲げる工程と同様に、固定部材４２や押込み部材４１を用いて、第２導線２２を導電板２３の主面と垂直な方向（Ｚ方向におけるマイナスの向き）に曲げる。なお、第２導線２２の端部Ｄは端部Ｃに近づくように曲げられる。

次に図１５を用いて曲げ部Ｐ２を曲げる工程について説明する。図１５は曲げ部Ｐ２を曲げた後の斜視図である。図１５は、説明の簡易化のため第２導線２２のみを示している。曲げ部Ｐ２を曲げる工程は前述した曲げ部Ｐ４を曲げる工程と同様に、曲げ部Ｐ２に対して固定部材４２や押込み部材４１を用いて、第２導線２２を導電板２３の主面と垂直な方向（Ｚ方向におけるマイナスの向き）に曲げる。なお、第２導線２２の端部Ｄは端部Ｃに近づくように曲げられる。

第２導線２２の曲げ部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を導電板２３の主面と垂直な方向に曲げることで、第２導線２２における第１部分３１を第１ループ１の形態に曲げることができる。

次に図１６を用いて第１導線２１と第２導線２２を接合させる工程について説明する。図１６は第１導線２１と第２導線２２を接合させた後におけるコイル１０の斜視図である。図１６は、説明の簡易化のため第１導線２１と第２導線２２のみを示している。第１導線２１の端部Ａと第２導線の端部Ｄとの接合部Ｊを溶接などで接合させる。例えば、レーザ加工機を用いて溶接する。レーザ加工機を用いることで、レーザ加工機と、第１導線２１及び第２導線２２とを接触させることなく、接合部Ｊを接合することができる。

以上の製造方法により、図４に示した第１部分３１は第１ループ１の形態となり、第２部分３２は第２ループ２の形態となり、第３部分３３は第３ループ３の形態となり、第４部分３４は接続部４となる。

以上のように本実施の形態１のコイル１０の製造方法によれば、第１導線２１及び第２導線２２を導電板２３の主面と垂直な方向に曲げることができるため、製造のばらつきが少なく、より小型なコイル１０を製造することができる。

以上のような本実施の形態１のコイル１０によれば、コイル１０は、コイル軸方向と垂直方向に延びる第１導線部１と、第１導線部１とコイル軸方向に異なる位置であって、コイル軸方向と垂直な方向に延びる第２導線部２と、第１導線部１の延びる方向の端部と第２導線部２の延びる方向の端部とをコイル軸方向に接続する接続部４とを含むため、接続部４におけるコイル軸方向の長さ成分を調整することで、より小型なコイル１０を製造することができる。

なお、固定部材４２及び押込み部材４１は任意の数・形状・材料を用いてもよい。また、一つの導線を上記製造方法と同様の方法で曲げてコイル１０を製造してもよい。各工程は任意の順番で製造を行ってもよい。

（変形例１）
図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃ、図１７Ｄを参照して、本発明に基づく変形例１におけるコイル１００について説明する。図１７Ａは変形例１におけるコイル１００の斜視図である。図１７Ｂは変形例１におけるコイル１００の底面図である。図１７Ｃは変形例１におけるコイル１００の平面図である。図１７Ｄは変形例１におけるコイル１００の側面図である。

変形例１のコイル１００では、実施の形態１と同様の構成については省略し、異なる構成について説明する。図１７Ａに示すように、変形例１のコイル１００は、第１ループ１０１、第２ループ１０２、第３ループ１０３、及び接続部１０４を備える。実施の形態１と同様に第１ループ１０１を第１導線部１０１と呼び、第２ループ１０２を第２導線部１０２と呼ぶこととする。図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、接続部１０４は、第１導線部１０１及び第２導線部１０２よりもコイル軸方向の幅が長くなっている点で実施の形態１と異なる。このような構成によれば、接続部１０４における導線の断面積を大きくすることができるのでコイルの抵抗値を低くすることができる。そのため、任意の位置で電力密度を低下させることができる。また、接続部１０４における放熱性を高めることができ、コイル１００の放熱特性が向上する。

図１７Ａ、図１７Ｃに示すように、第１ループ１０１（第１導線部１０１）、第２ループ１０２（第２導線部１０２）、及び第３ループ１０３は、コイル軸方向と垂直な平面（ＸＹ平面）において部分的に幅が太くなる部分を有する。このような構成によれば、第１ループ１０１、第２ループ１０２、及び第３ループ１０３の断面積を大きくすることができるので、コイルの抵抗値を低くすることができ、任意の位置で電力密度を低下させることができる。また、第１ループ１０１、第２ループ１０２、及び第３ループ１０３において表面積が大きくなるため、コイル１００に伝わった熱エネルギを放熱させやすくできる。なお、第１ループ１０１、第２ループ１０２、及び第３ループ１０３は、各々に対してコイル軸方向と垂直な平面（ＸＹ平面）において部分的に幅が太くなる部分が設けられているが、少なくともいずれか一つに形成されていればよい。

図１７Ｄに示すように、コイル１００は、Ｚ方向においてコイル１００の一方端部Ｅに近づくにしたがって導線の幅が広くなっている部分を有する。また、コイル１００は、Ｚ方向においてコイル１００の他方端部Ｆに近づくにしたがって導線の幅が広くなっている部分を有する。コイル１００の一方端部Ａ及び他方端部Ｂは、回路基板と電気的に接続される実装電極として用いられる。このような構成によれば、Ｚ方向に圧力や応力を受けたとしてもコイル１００が歪みにくい構造にすることができる。例えば、後述するインダクタ素子を形成する際に、コア材を挿入したコイル１００に圧力をかけてコイル１００とコア材を一体化する場合であっても、Ｚ方向の圧力に対して耐久性を向上させることができる。また、一方端部Ｅ及び他方端部Ｆにおいて導線の幅が広くなっているため、実装面積が大きくなっている。そのため、より安定的にコイル１００を回路基板へ実装することができる。

（変形例２）
図１８Ａ，図１８Ｂを参照して変形例２の説明を行う。図１８Ａは変形例２に示すコイル２００の斜視図である。図１８Ｂは変形例２に示すコイル２００の底面図である。

変形例１と同様の部分については説明を省略する。図１８Ａ，図１８Ｂに示すように、コイル２００の各々の端部に脚部２１０が設けられている点で変形例１と形態が異なる。図１８Ａに示すように、コイル２００の端部がＹ方向に沿ってアーチ状に曲がっている脚部２１０を有する。このような構成により、コイル２００はＸＹ平面に面する面積が増えるため、基板への実装の安定性を向上させることができる。なお、コイル１００と同様にコイル２００は、脚部２１０に近づくにしたがって導線の幅が広くなっている部分を有する。脚部２１０は、例えば、コイル２００を回路基板へ実装する際に実装電極として用いられる。

（実施の形態２）
図１９Ａ、図１９Ｂを参照して、本発明に基づく実施の形態２におけるインダクタ素子３００について説明する。図１９Ａは、変形例１のコイル１００にコア材３１０を挿入したインダクタ素子３００の分解斜視図である。図１９Ｂは図１４Ａに示した変形例１のコイル１００にコア材３１０を挿入したインダクタ素子３００の斜視図である。

図１９Ａに示すように、インダクタ素子３００は、変形例１で説明したコイル１００、コア材３１０、及び絶縁部材３２０を備える。インダクタンス素子３００は、電気エネルギを磁気の形で蓄えることができる受動電子部品である。

コア材３１０は、磁性体材料からなり、例えば、フェライトなどがある。コイル１００の開口にコア材３１０を挿入し、コイル１００の周囲は絶縁部材３２０で覆われる。また、絶縁部材３２０は、例えば、磁性体から構成され、樹脂材料が含まれていてもよい。絶縁部材３２０はコイル１００とフェライト素子３１０を保持するために用いられる。なお、絶縁部材３２０とコア材３１０は同一の材料から構成されていてもよい。このような構成によれば、例えば、絶縁部材３２０とコア材３１０とコイル１００とを加圧、加熱して、絶縁部材３２０とコア材３１０とを一体化することができる。本実施の形態２においてコア材３１０は八角形形状となっているが、これに限られず、矩形状、円柱、直方体形状などでもよい。

コア材３１０はコイル軸方向と平行な面を有し、接続部１０４はコア材３１０の同一の面に複数形成される。また、複数の接続部１０４はコイル軸方向に間隔をあけて隣り合う位置に配置されている。このような構成により、接続部１０４がコイル軸方向に間隔をあけて隣り合っているので、より小型なコイル１００の内側にコア材３１０を挿入することができる。そのため、高いインダクタンス値をもつインダクタ素子を得ることができる。

図２０Ａ，図２０Ｂを参照して、実施の形態２で説明したインダクタ素子３００を実装した回路基板４０１の説明を行う。図２０Ａは、１９Ｂで示したインダクタンス素子３００を回路基板４０１に実装した際の側面図である。図２０Ｂは、図１９Ｂで示したインダクタンス素子３００を回路基板４０１に実装した際の平面図である。

図２０Ｂに示すように、回路基板４０１にはインダクタ素子３００のほかに多数のＩＣやコンデンサなどの電子部品４０４が集積されている。インダクタ素子３００や電子部品４０４は、はんだなどの導電性接合材４０３を介して回路基板の電極４０２と電気的に接続される。近年、電子機器の高性能化に伴い、回路基板に多数の電子部品が実装されることが求められている。そのため、電子部品の小型化が求められている。本発明のインダクタンス素子３００を用いれば、コイルをより小型にすることができるため、インダクタ素子を小型化することができる。

以上、上述の実施の形態１、２を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態１、２に限定されない。

コイル１０の表面が樹脂などの絶縁部材で被覆されている場合は被覆されている絶縁部材同士が接触してもよい。

本実施の形態１において、曲げ工程の際に第１導線２１と第２導線２２が接触しないように曲げてもよい。

なお、実施の形態１で説明したコイル軸５に沿う方向と垂直な面は、必ずしもコイル軸５に沿う方向と垂直な面である必要はなく、製造のばらつきで生じる誤差は含まれる。

なお、図１Ａ、図２に示すように、本実施の形態１においてコイルを構成する導線がコイル軸５を実質的に一周している部分をループと呼ぶ。ループは、コイル軸５の周りを囲むように巻いた形状であり、連続して繋がった輪の形状ではない。

本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。また、各実施の形態における要素の組合せや順序の変化は、本開示の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。

なお、上記様々な実施の形態１、２のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、電子部品として用いられるコイル、コイル製造方法、及びインダクタ素子であれば適用可能である。

１、１０１ 第１ループ 第１導線部
２、１０２ 第２ループ 第２導線部
３、１０３ 第３ループ
４、１０４ 接続部
５ コイル軸
１０、１００、２００ コイル
２０ 導線
２１ 第１導線
２２ 第２導線
２３ 導電板
２４ 保持部
３１ 第１部分
３２ 第２部分
３３ 第３部分
３４ 第４部分
４０ 曲げ加工装置
４１ 押込み部材
４２ 固定部材
２１０ 脚部
３００ インダクタ素子
３１０ コア材
３２０ 絶縁部材
４００ インダクタ素子を実装した回路基板
４０１ 回路基板
４０２ 電極
４０３ 導電性接合材
４０４ 電子部品
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９ 曲げ部
Ｊ 接合部

Claims (12)

1. コイル軸を周回するループが複数連続した導線を備えるコイルであって、
   前記導線は、
   前記コイル軸に直交する平面に沿って前記コイル軸を周回する第ｎループ目（但し、ｎは自然数）に形成される第１導線部と、
   前記コイル軸方向において前記第１導線部に隣接し、かつ、前記コイル軸に直交する平面に沿って前記コイル軸を周回する第ｎ＋１ループ目に形成される第２導線部と、
   前記第１導線部の端部と前記第２導線部の端部とを前記コイル軸方向に接続する接続部と、を含む、コイル。
2. 前記コイルは複数の前記接続部を有し、
   前記複数の接続部は前記コイル軸方向に間隔をあけて隣り合っている、請求項１に記載のコイル。
3. 前記第１導線部と前記接続部との接続箇所において前記第１導線部と前記接続部とのなす角は９０度以上である、請求項１または２に記載のコイル。
4. 前記接続部は、前記コイル軸方向における幅が前記第１導線部及び前記第２導線部の前記コイル軸方向における幅よりも長い幅広部を有する、請求項１から３のいずれか１つに記載のコイル。
5. 前記第１導線部と前記第２導線部との前記コイル軸方向における間隔は、前記導線の前記コイル軸方向における前記導線の幅よりも小さい、請求項１から４のいずれか１つに記載のコイル。
6. 前記コイルは前記一方端部及び前記他方端部に近づくにしたがって前記導線の幅が広くなる部分を有する、請求項１から５のいずれか１つに記載のコイル。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の前記コイルと、
   前記コイルの内側に挿入されたコア材と、
   を備える、インダクタ素子。
8. 前記コア材は前記コイル軸方向と平行な面を有し、
   前記接続部は前記コア材の前記面上に複数配置され、
   複数の前記接続部は前記コイル軸方向に隣り合う位置に配置される、請求項７に記載のインダクタ素子。
9. 導電板の一部を除去して、直線形状の第１導線部と、直線形状の第２導線部と、前記第１導線部の一方側の端部と前記第２導線部の一方側の端部とを、前記第１導線部および前記第２導線部と交差する方向に接続する接続部と、を準備する工程と、
   前記第１導電部の他方側の端部を前記第１導電部の前記一方側の端部に近づけるように曲げてループ形状とする工程と、
   前記第２導電部の他方側の端部を前記第２導電部の前記一方側の端部に近づけるように曲げてループ形状とし、複数のループを有するコイルを形成する工程と、を含む、コイルの製造方法。
10. 前記第１導電部、前記第２導電部または前記接続部は、複数の導線部材に分離して形成され、分離した前記導線部材を接続する工程をさらに含む、請求項９に記載のコイルの製造方法。
11. 前記第１導線部または前記第２導線部を曲げてループ形状とする工程において、前記第１導線部又は前記第２導線部の前記他方側の端部が固定部材の端部より突出させた状態で前記第１導線部又は前記第２導線部を前記固定部材に固定し、前記第１導線部又は前記第２導線部の前記突出した部分を押込み部材で押し当てて曲げる、
    請求項９または１０に記載のコイルの製造方法。
12. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のコイルの内側に磁性体材料を含むコア材を挿入し、前記コイルの外側を囲むように磁性体材料を含む絶縁部材を配置し、前記コア部材と前記絶縁部材は接触して配置され、前記コイル、前記コア材、及び前記絶縁部材を加熱、加圧することで、前記コア材、前記絶縁部材を一体化するインダクタ素子の製造方法。

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