JP2023114282A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流重畳特性に優れ、しかも機械的強度も向上しているコイル装置を提供すること。【解決手段】第１磁性体２０ａを有する第１コア２０と、第１磁性体２０ａよりも空隙率が高い第２磁性体３０ａを有する第２コア３０と、第１コア２０の第１接着面２０αと第２コア３０の第２接着面３０αとを接着する接着層３２と、を有するコイル装置である。第２磁性体３０ａは、少なくとも第２接着面３０αとなる位置で、第２磁性体３０ａの表面に存在する空隙を埋める被膜３０ｂを有し、被膜３０ｂの表面が第２接着面３０αとなり接着層に接３２触している。【選択図】図４

Description

本発明は、直流重畳特性に優れ、しかも機械的強度も向上しているコイル装置に関する。

たとえば下記の特許文献１に示すように、巻芯部の軸方向に沿って透磁率が異なる材料で構成することで、コイル装置の直流重畳特性を向上させることが提案されている。しかしながら、従来のコイル装置では、透磁率が異なる材質のコア部分同士の接着強度が課題となっている。

特開２００８－２７０２６９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、直流重畳特性に優れ、しかも機械的強度も向上しているコイル装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
第１磁性体を有する第１コアと、
前記第1磁性体よりも空隙率が高い第２磁性体を有する第２コアと、
前記第1コアの第1接着面と前記第２コアの第２接着面とを接着する接着層と、を有するコイル装置であって、
前記第２磁性体は、少なくとも前記第２接着面となる位置で、前記第２磁性体の表面に存在する空隙を埋める被膜を有し、前記被膜の表面が前記第２接着面となり前記接着層に接触している。

このコイル装置では、たとえば第２磁性体の透磁率を第１磁性体の透磁率よりも低くするために、第２磁性体の空隙率が第１磁性体の空隙率よりも高くなったとしても、少ない接着剤の量で第１磁性体と第２磁性体とを確実且つ強固に接着することが容易になる。その結果、コイル装置の機械的強度が向上する。また、コイル装置のコアを、透磁率の異なる材質の組み合わせで構成することが容易になり、直流重畳特性も向上する。

本発明者等の新たな知見によれば、空隙率が高い第２磁性体と空隙率が低い第１磁性体とを接着剤で直接に接合しようとすると、接着剤が空隙率の高い第２磁性体の表面に吸い込まれてしまい、第１磁性体と第２磁性体とを良好に接続することができず接合不良になりやすい。接合不良を避けるために接着剤の量を多くすると、コイル装置の高周波特性に悪影響を与えるおそれがある。

本発明のコイル装置では、空隙率が高い第２磁性体は、第２接着面となる位置で第２磁性体の表面に存在する空隙を埋める被膜を有している。そのため、接着層を形成するための接着剤は、第２磁性体の表面が被膜でブロックされ、第２磁性体の表面から内部に染み込むことが防止される。また、接着層を形成するための接着剤は、空隙率が低い第１磁性体の表面からは第１磁性体の内部には染み込みにくくなっている。

したがって少ない接着剤の量で接着層を形成することが容易になり、接着層は、第２磁性体の被膜の表面と第１磁性体の表面とを確実且つ強固に接着することになり、コイル装置の機械的強度が向上する。

好ましくは、前記被膜はガラスを含むガラス膜を有する。被膜は、第２磁性体の表面から内部に深くは染み込むことが少ない特性の樹脂などで構成することも可能であるが、好ましくはガラス膜で構成することで、コイル装置の高周波特性が向上する。樹脂成分に比較してガラス成分は高周波側でのインピーダンス特性に優れているためである。

好ましくは、前記被膜の前記第２接着面の表面粗さＲａが、０．２μｍ以上である。接着層に接する被膜の表面粗さＲａは、所定値以上であることで、被膜と接着層との接着強度が向上する。接着層に接する被膜の表面粗さＲａは、第１磁性体の第１接着面の表面粗さＲａに近づく程度の表面粗さであることも好ましい。

好ましくは、第２接着面の位置で前記第２磁性体の表面に存在する前記被膜の厚みが１～１１μｍの範囲内、さらに好ましくは３～９μｍの範囲内、特に好ましくは４～８μｍの範囲内である。第２接着面の位置で第２磁性体の表面に存在する被膜の厚みは、部分的には０であってもよいが、好ましくは部分的にも１μｍ以上の被膜が形成してあることが好ましい。

好ましくは、前記第２磁性体の表面から前記第２磁性体の内部に入り込んでいる前記被膜の浸透深さは、１５μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは８μｍ以下である。

好ましくは、前記第１磁性体がフェライトで構成してある。第１磁性体をフェライトで構成することで、第１磁性体の透磁率を向上させることができる。また、好ましくは、前記第２磁性体が金属磁性体で構成してある。第２磁性体を金属磁性体で構成することで、第２磁性体の透磁率を低く設定することができる。これらのフェライトと金属磁性体とを接着層で接合することにより組み合わせてコアを構成することにより、コイル装置の直流重畳特性がさらに向上する。

好ましくは、前記第１コアは、前記第１磁性体で構成してあり、ワイヤが巻回可能な巻芯部を有する。ワイヤが巻回される巻芯部の全体を第１磁性体で構成することで、コイル装置のインダクタンスを向上させることができる。

前記第１コアは、前記巻芯部と一体的に第１磁性体で構成してあり、前記巻芯部の軸方向の両端にそれぞれ形成してある鍔部をさらに有してもよい。好ましくは、前記第２コアは、これらの鍔部を連絡するように配置される板状の前記第２磁性体を有する。第２コアを板状の第２磁性体で構成し、その第２コアを第１磁性体と接着層を介して強固に接合することで、直流重畳特性がさらに向上しているコイル装置の機械的強度を、さらに向上させることができる。

図１Ａは本発明の一実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図１Ｂは図１Ａに示すコイル装置の側面図である。 図１Ｃは図１Ａに示すコイル装置の正面図である。 図１Ｄは図１Ａに示すコイル装置の底面図である。 図２は図１Ａに示すコイル装置のドラム型コアの斜視図である。 図３は図１Ａに示すコイル装置の端子金具の斜視図である。 図４は図１Ｂに示すIV－IV線に沿うコアの部分断面図である。 図５Ａは接着層が形成される前のドラムコアの表面の拡大写真である。 図５Ｂは接着層が形成される前の平板コアの表面の拡大写真である。

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
図１Ａに示す本発明の一実施形態に係るコイル装置１０は、たとえば巻線型のコモンモードフィルタなどとして用いられるが、その用途は、特に限定されず、たとえばバラン、デュアルインダクタなどとしても用いることができる。

コイル装置１０は、ドラムコア（第１コア）２０と、ドラムコア２０の巻芯部２２に巻回されたコイル部４０と、ドラムコア２０の上部に配置される平板コア３０と、を有する。なお、コイル装置１０の説明では、コイル装置１０を実装する主実装面と平行な面内にありドラムコア２０の巻芯部２２の巻軸と平行な方向をＸ軸、Ｘ軸と同じく主実装面と平行な面内にありＸ軸と垂直な方向をＹ軸方向、主実装面の法線方向をＺ軸方向とする。

図２に示すように、ドラムコア２０は、Ｘ軸方向に延びる棒状の巻芯部２２と、巻芯部２２の両端に備えられる一対のコア端部としての第１鍔部２４および第２鍔部２６と、を有する。第１鍔部２４と第２鍔部２６とは、略同じ形状を有し、これらは、Ｘ軸方向に関して所定の間隔を開けて、互いに略平行になるように巻芯部２２に具備してある。

巻芯部２２は、一対の鍔部２４，２６において互いに向かい合うそれぞれの面の略中央部に接続しており、一対の鍔部２４，２６に一体化している。巻芯部２２の横断面形状は、本実施形態では矩形であるが、円形でも良く、その断面形状は特に限定されない。

ドラムコア２０のＺ軸方向の上端部には、図１Ａに示す平板コア（第２コア）３０が接合してある。平板コア３０は、第１鍔部２４の反実装側コア面（第１接着面）２４ｂと、第２鍔部２６の反実装側コア面（第１接着面）２６ｂとを掛け渡すように、これらの反実装側コア面に接合してある。平板コア３０は、その上面に平坦面を有することが好ましい。平坦面には、ピックアップ用吸着部材が着脱自在に吸着可能であり、ハンドリング性が向上する。

図２に示すように、第１鍔部２４は、本実施形態では、全体として直方体で構成され、直方体のＹ軸方向の両側下部に、矩形の切り欠き２４ｃ３が形成してある。第１鍔部２４は、Ｚ軸方向の下面である実装側コア面２４ａと、その反対側の反実装側コア面２４ｂと、Ｘ軸方向の外端面２４ｃと、巻芯部２２の方向を向いている内面２４ｄと、Ｙ軸方向の相互に反対側に位置する一対の側面２４ｅ，２４ｅと、を有している。

外端面２４ｃのＹ軸方向の両側下方には、それぞれ外端面２４ｃよりもＸ軸方向の内側（コア２０の中心側）に凹んでいる端子取付面２４ｃ１がそれぞれ形成してある。それぞれの端子取付面２４ｃ１のＹ軸方向の中央には、端子絶縁凸部２４ｃ２が形成してあり、図１Ａに示すように取り付けられる第１端子（端子具）５１と第２端子（端子具）５２とを絶縁している。

図２に示すそれぞれの端子取付面２４ｃ１には、図３に示す第１端子５１の端子本体５１ａの外端面密着部５１ａ１の内面と、第２端子５２の端子本体５２ａの外端面密着部５２ａ１の内面が取り付けられ、必要に応じて接着される。

図２に示す外端面２４ｃに対して端子取付面２４ｃ１がＸ軸方向の内側に引き込まれている段差深さは、図３に示す第１端子５１または第２端子５２の板厚程度が好ましいが、それよりも浅くてもよく、深くてもよい。図３に示す第１端子５１の形状と、第２端子５２の形状とは、相互に線対称な形状である。

第１端子５１は、導電性端子板などで構成され、たとえば金属板などの一枚の導電性板材から折曲成形してある端子本体５１ａと突出板部５１ｂとを有する。端子本体５１ａは、図２に示す鍔部２４の外端面２４ｃに形成してある片側の端子取付面２４ｃ１に接着剤などで取り付けられる略Ｌ字形状の外端面密着部５１ａ１を有する。端子本体５１ａは、さらに、外端面密着部５１ａ１のＺ軸方向の下端からＸ軸方向に折り曲げて成形してある矩形板状の実装側密着部５１ａ２を有する。

図３に示す端子本体５１ａの外端面密着部５１ａ１は、図２に示す鍔部２４の端子取付面２４ｃ１に接着剤などで固定され、図３に示す実装側密着部５１ａ２は、図２に示す実装側コア面２４ａに所定の隙間（隙間０でもよい）で密着する。図２に示す実装側コア面２４ａに密着する面と反対側に位置する実装側密着部５１ａ２の外面は、副実装面５１ａ３となっている。副実装面５１ａ３の役割に関しては、後述する。

図３に示す端子本体５１ａの実装側密着部５１ａ２には、図２に示す鍔部２４の下端で、鍔部２４の実装側コア面２４ａからＹ軸方向の外側に突出する図３に示す突出板部５１ｂが一体に成形してある。突出板部５１ｂは、端子本体５１ａの実装側密着部５１ａ２と面一にＹ軸方向の外側に伸びる基部５１ｃと、基部５１ｃの先端から折り返して曲げられている先端折曲部５１ｄとを有する。

本実施形態では、基部５１ｃの先端部で、先端折曲片５１ｄがＺ軸方向の上側に折り返すように曲げてあり、先端折曲部５１ｄの反対側に位置する基部５１ｃの外面が、主実装面５１ｃ１となり、先端折曲片５１ｄが位置する基部５１ｃの内面が継線面（ワイヤ接続面）５１ｃ２となる。図１Ｃに示すように、基部５１ｃの継線面５１ｃ２と先端折曲部５１ｄとの間に、図１Ｂに示すコイル部４０を構成する一方の第１ワイヤ４１の一方の引出部のリード端４１ａが挟まれてカシメられる。カシメられた後は、ハンダ付けまたはレーザ溶接などにより端子５１とワイヤ４１のリード端４１ａとを接続してもよい。

本実施形態では、図１Ｃに示すように、第１端子５１の主実装面５１ｃ１と副実装面５１ａ３とは、面一の外面となり、主として、主実装面５１ｃ１が外部回路基板（図示省略）の回路パターンに接続されるが、副実装面５１ａ３も同時に接続されてもよい。外部回路基板（図示省略）の回路パターンへの接続方法は、特に限定されないが、たとえばハンダ接合が例示される。

第２端子５２も、第１端子５１と同様に、導電性端子板などで構成され、たとえば金属板などの一枚の導電性板材から折曲成形してある端子本体５２ａと突出板部５２ｂとを有する。端子本体５２ａは、図２に示す鍔部２４の外端面２４ｃに形成してある他方の端子取付面２４ｃ１に接着剤などで取り付けられる略Ｌ字形状の外端面密着部５２ａ１を有する。端子本体５２ａは、さらに、外端面密着部５２ａ１のＺ軸方向の下端からＸ軸方向に折り曲げて成形してある矩形板状の実装側密着部５２ａ２を有する。

図３に示す端子本体５２ａの外端面密着部５２ａ１は、図２に示す鍔部２４の端子取付面２４ｃ１に接着剤などで固定され、図３に示す実装側密着部５２ａ２は、図２に示す実装側コア面２４ａに所定の隙間（隙間０でもよい）で密着する。図２に示す実装側コア面２４ａに密着する面と反対側に位置する実装側密着部５２ａ２の外面は、副実装面５２ａ３となっている。副実装面５２ａ３の役割は、副実装面５１ａ３と同様である。

図３に示す端子本体５２ａの実装側密着部５２ａ２には、図２に示す鍔部２４の下端で、鍔部２４の実装側コア面２４ａからＹ軸方向の外側に突出する図３に示す突出板部５２ｂが一体に成形してある。突出板部５２ｂは、端子本体５２ａの実装側密着部５２ａ２と面一にＹ軸方向の外側に伸びる基部５２ｃと、基部５２ｃの先端から折り返して曲げられている先端折曲部５２ｄとを有する。

本実施形態では、基部５２ｃの先端部で、先端折曲片５２ｄがＺ軸方向の上側に折り返すように曲げてあり、先端折曲部５２ｄの反対側に位置する基部５２ｃの外面が、主実装面５２ｃ１となり、先端折曲片５２ｄが位置する基部５２ｃの内面が継線面（ワイヤ接続面）５２ｃ２となる。図１Ｃに示すように、基部５２ｃの継線面５２ｃ２と先端折曲部５２ｄとの間に、図１Ｂに示すコイル部４０を構成する他方の第２ワイヤ４２の一方の引出部であるリード端４２ａが挟まれてカシメられる。カシメられた後は、レーザ溶接またはハンダ付けなどにより端子５２とワイヤ４２のリード端４２ａとを接続してもよい。

本実施形態では、図１Ｃに示すように、第２端子５２の主実装面５２ｃ１と副実装面５２ａ３とは、面一の外面となり、主として、主実装面５２ｃ１が外部回路基板（図示省略）の回路パターンに接続されるが、副実装面５２ａ３も同時に接続されてもよい。外部回路基板（図示省略）の回路パターンへの接続方法は、特に限定されないが、たとえばハンダ接合が例示される。

本実施形態では、図２に示すように、第２鍔部２６は、第１鍔部２４と同様な構成を有するが、必ずしも同じではなくてもよい。本実施形態では、第２鍔部２６は、全体として直方体で構成され、直方体のＹ軸方向の両側下部に、矩形の切り欠き２６ｃ３が形成してある。第２鍔部２６は、Ｚ軸方向の下面である実装側コア面２６ａと、その反対側の反実装側コア面２６ｂと、Ｘ軸方向の外端面２６ｃと、巻芯部２２の方向を向いている内面２６ｄと、Ｙ軸方向の相互に反対側に位置する一対の側面２６ｅ，２６ｅと、を有している。

外端面２６ｃのＹ軸方向の両側下方には、それぞれ外端面２６ｃよりもＸ軸方向の内側（コア２０の中心側）に凹んでいる端子取付面２６ｃ１がそれぞれ形成してある。それぞれの端子取付面２６ｃ１のＹ軸方向の中央には、端子絶縁凸部(図示省略／端子絶縁凸部２４ｃ２に対応)が形成してあり、図３に示すＸ軸に沿って奥側の第１端子５１と第２端子５２とを絶縁している。図２に示すそれぞれの端子取付面２６ｃ１には、図３に示す第１端子５１の端子本体５１ａの外端面密着部５１ａ１の内面と、第２端子５２の端子本体５２ａの外端面密着部５２ａ１の内面が取り付けられ、必要に応じて接着される。

図２に示す第２鍔部２６に対する図３に示すＸ軸に沿って奥側の第１端子５１と第２端子５２との取り付け構造は、前述した図２に示す第１鍔部２４に対する第１端子５１と第２端子５２との取り付け構造と同様なので、その詳細な説明は、省略する。

図１Ｃに示すように、第１ワイヤ４１の一方の引出部のリード端４１ａは、第１端子５１の継線面５１ｃ２に接合してあり、第２ワイヤ４２の一方の引出部のリード端４２ａは、第２端子５２の継線面５２ｃ２に接合してある。また第１ワイヤ４１の他方の引出部のリード端４１ｂは、図３に示すＸ軸方向の奥側の第２端子５２の継線面５２ｃ２に接合してあり、図１Ｃに示す第２ワイヤ４２の他方の引出部のリード端４２ｂは、図３に示すＸ軸方向の奥側の第１端子５１の継線面５１ｃ２に接合してある。これらの接合のための手段としては、特に限定されず、レーザ溶接、ハンダ付けなどが好ましいが、これに限らず、溶接、抵抗溶接、超音波溶接、カシメ止め、熱圧着、熱融着などが例示される。

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｄに示すように、ドラムコア２０の巻芯部２２には、コイル部４０が形成されている。コイル部４０は、本実施形態では、２本のワイヤ４１，４２により構成される。ワイヤ４１，４２は、たとえば被覆導線で構成してあり、良導体（たとえば銅線）からなる芯材を絶縁性の被覆膜で覆った構成を有しており、巻芯部２２に、たとえば２層構造で巻回されている。本実施形態では、各ワイヤ４１，４２における導体部分の横断面積は同一である。

本実施形態では、第１ワイヤ４１と第２ワイヤ４２とは、巻芯部２２に通常のバイファイラ巻きされるが、巻芯部２２の巻軸方向に沿って所定の位置でクロス部が形成されてもよい。

コイル装置１０の製造では、まず、図３に示すそれぞれ一対の端子５１および５２を図２に示すドラムコア２０に取り付ける。各端子５１および５２の外端面密着部５１ａ１，５２ａ１の内面のみが、端子取付面２４ｃ１または２６ｃ１に各々接着されることが好ましい。各端子５１および５２の実装側密着部５１ａ２，５２ａ２は、各鍔部２４，２６の実装側コア面２４ａ，２６ａには、接着されないことが好ましい。図示しない外部回路基板の振動が直接に各鍔部２４，２６の実装側コア面２４ａ，２６ａに伝達しないようにするためである。

端子５１および５２は、たとえばリン青銅、タフピッチ鋼、純銅、真鍮、銀、金、あるいは金属系の合金でハンダ接合性があるものなどの金属端子で構成される。端子５１および５２の厚みは、特に限定されないが、好ましくは５０～３００μｍである。

ワイヤ４１および４２としては、たとえば、銅（Ｃｕ）などの良導体からなる芯材を、イミド変成ポリウレタンなどからなる絶縁材で覆い、さらに最表面をポリエステルなどの薄い樹脂膜で覆ったものを用いることができる。準備された端子５１および５２を設置したドラムコア２０およびワイヤ４１～４２は、巻線機にセットされ、ワイヤ４１～４２が、所定の順序でドラムコア２０の巻芯部２２に巻回される。各ワイヤ４１および４２の線径は、特に限定されないが、好ましくは１０～３００μｍである。

本実施形態では、第１ワイヤ４１と第２ワイヤ４２とのバイファイラ巻きを行っている。巻回されたワイヤ４１，４２のワイヤ端である引出部のリード端４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂは、図３に示す所定の端子５１および５２の継線面５１ｃ２または５２ｃ２に先端折曲片５１ｄまたは５２ｄがカシメられた後に接続される。

巻芯部２２へのワイヤ４１および４２の巻回作業の後に、平板コア３０を、ドラムコア２０の鍔部２４，２６の反実装側コア面２４ｂ，２６ｂに接合する。本実施形態では、平板コア３０は、図４に示すように、複数の第２磁性体粒子３０ａ１で構成してある第２磁性体３０ａと、平板状に成形してある第２磁性体３０ａの全表面を覆っている被膜３０ｂとから成る。また、ドラムコア２０は、複数の第１磁性体粒子２０ａ１で構成してある第１磁性体２０ａからなる。

図４に示すように、ドラムコア２０を構成する第１磁性体２０ａの第１接着面２０αと、平板コア３０の表面に形成してある被膜３０ｂの第２接着面３０αとは、接着層３２により接着されることで、ドラムコア２０と平板コア３０とが接合される。ドラムコア２０を構成する第１磁性体２０ａの第１接着面２０αは、図１Ａに示す２つの反実装側コア面２４ｂ，２６ｂに対応する。また、図４に示す平板コア３０の表面に形成してある被膜３０ｂの第２接着面３０αとは、図１Ａに示す反実装側コア面２４ｂに対応する平板コア３０の内面の２カ所に対応する。

本実施形態では、図４に示す第１磁性体２０ａは、たとえばＭｎ－Ｚｎ系もしくはＮｉ－Ｚｎ系のフェライトであり、第１磁性体粒子２０ａ１は、フェライト粒子である。また、第２磁性体３０ａは、たとえば金属磁性体であり、第２磁性体粒子３０ａ１は、金属磁性体粒子である。

金属磁性体としては、特に限定されないが、たとえばＣｏ基アモルファス合金、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、ナノクリスタルなどが例示される。第１磁性体２０ａは、第２磁性体３０ａよりも比透磁率が高く、第２磁性体３０ａの比透磁率の１０～２０倍以上の比透磁率を有する。

図４に示すように、金属磁性体から成る第２磁性体３０ａは、フェライトから成る第１磁性体２０ａに比較して、粒子３０ａ１間の隙間が広く、空隙率が高い。たとえば第１磁性体２０ａの断面または表面における空隙率（Ｂ１）は、好ましくは５％以下、さらに好ましくは３％以下である。また、第２磁性体３０ａの断面または表面における空隙率（Ｂ２）は、第１磁性体２０ａの空隙率（Ｂ１）の３倍以上、あるいは５倍以上、あるいは８倍以上であってもよい。たとえば第２磁性体３０ａの空隙率（Ｂ２）は、１０％以上、あるいは１５％以上、あるいは１８％以上であってもよい。

なお、第１磁性体２０ａおよび第２磁性体３０ａの空隙率は、たとえば磁性体の表面（または断面）を研磨した研磨面を顕微鏡で観察する場合に、所定視野の範囲内で観察される空隙の面積割合で表すことができる。図５Ａは、フェライトで構成される第１磁性体の研磨面の顕微鏡写真であり、図５Ｂは、金属磁性体で構成される第２磁性体の研磨面の顕微鏡写真であり、写真において黒い部分が空隙である。図５Ａまたは図５Ｂに示すような写真画像に対して二値化処理などを行うことで、空隙の割合を計算することが可能である。金属磁性体やフェライトは、従来から知られている方法で所定形状に成形することができる。

図４に示すように、金属磁性体から成る第２磁性体３０ａの表面には、被膜３０ｂが形成してある。本実施形態では、被膜３０ｂは、ガラスコート膜などのように、ガラスを含むガラス膜で構成してあることが好ましい。ガラスコート膜は、たとえばガラス粉末とバインダと溶剤とを含むガラススラリーを、第２磁性体３０ａの表面に塗布して硬化させることで形成することができる。塗布の方法としては、特に限定されず、スプレー塗布やバレル塗布などが例示される。

ガラス粉末としては、特に限定されないが、たとえば、シリカ系ガラスの中から、シリカ－ボロン系のガラスが好ましく、たとえばホウ珪酸鉛系ガラス、ホウ珪酸ビスマス系ガラス、ホウ珪酸亜鉛系ガラス等の非晶質ガラス粉末や結晶化ガラス粉末等が挙げられる。バインダや溶剤は、特に限定されない。

図４に示すように、第２磁性体３０ａの表面に存在する被膜３０ｂの厚みｔ１は、好ましくは１～１１μｍの範囲内、さらに好ましくは３～９μｍの範囲内、特に好ましくは４～８μｍの範囲内である。第２接着面３０αの位置で第２磁性体３０ａの表面に存在する被膜３０ｂの厚みは、部分的には０であってもよいが、好ましくは部分的にも１μｍ以上の被膜３０ｂが形成してあることが好ましい。この被膜３０ｂの厚みｔ１が薄すぎると接着層３２を構成する接着剤が第２磁性体３０ａの表面から内部に染み込みやすくなる傾向にあり、被膜３０ｂの厚みｔ１が厚すぎると、コイル装置１０のインダクタンスなどの特性が劣化する傾向にある。

好ましくは、第２接着面の位置で前記第２磁性体の表面に存在する前記被膜の平均厚みは、２～１０μｍ、さらに好ましくは２～８μｍ、特に好ましくは２～７μｍである。なお、被膜の平均厚みは、たとえば被膜に垂直な断面で、被膜の延在方向に沿って５μｍ間隔の１０点以上の測定点で厚みを測定した場合の平均として計算する。

好ましくは、第２磁性体３０ａの表面から第２磁性体３０ａの内部に入り込んでいる被膜３０ｂの浸透深さｔ２は、１５μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは８μｍ以下である。被膜の浸透深さｔ２は、第２接着面３０αの位置で第２磁性体３０ａの表面に存在する被膜３０ｂの厚みが確保できれば、０であってもよい。

ただし、被膜３０ｂの製法上、被膜３０ｂの浸透厚みを０にすることは困難であり、第２磁性体３０ａの表面に位置する磁性体粒子３０ａ１の粒径以上、あるいは粒径の２倍以上、あるいは３倍以上であってもよい。被膜の浸透厚みｔ２が厚すぎると、コイル装置のインピーダンスなどの特性が劣化する傾向にある。

被膜３０ｂの浸透厚みｔ２は、たとえば被膜３０ｂを形成するためのペーストの粘度を調整することなどにより制御することが可能である。また同様に、被膜３０ｂのトータル厚みｔ０も、たとえば被膜３０ｂを形成するためのペーストの粘度を調整することなどにより制御することが可能である。被膜３０ｂのトータル厚みｔ０は、第２磁性体３０ａの表面に存在する被膜３０ｂの厚みｔ１に被膜３０ｂの浸透厚みｔ２を加えた厚みである。この被膜３０ｂのトータル厚みｔ０は、第２接着面３０αの位置に応じて多少変動するが、好ましくは１～２５μｍ、さらに好ましくは３～１５μｍ、あるいは５～１５μｍである。

本実施形態では、接着層３２と接触する被膜３０ｂの表面が第２接着面となり、所定の表面粗さＲａを有する。被膜３０ｂの表面である第２接着面の表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１などで規定される算術平均粗さであり、好ましくは０．２μｍ以上、さらに好ましくは０．３以上である。

接着層３２に接する被膜３０ｂの表面粗さＲａは、所定値以上であることで、被膜３０ｂと接着層３２との接着強度が向上する。接着層３２に接する被膜３０Ｂｂの表面粗さＲａは、第１磁性体２０ａの第１接着面２０αの表面粗さＲａに近づく程度の表面粗さであることも好ましい。

接着層３２に接する被膜３０ｂの表面粗さＲａは、たとえば被膜３０ｂを形成するためのペーストの組成や粘度、あるいは熱処理条件や後処理条件などにより制御することができる。

図４に示す接着層３２を構成する接着剤としては、特に限定されず、たとえばエポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、変性アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができる。接着材には、フィラーなどが含まれていてもよい。図４に示す接着層３２の厚みｔ３は、好ましくは２～１０μｍ、さらに好ましくは２～８μｍあるいは２～４μｍである。接着層の厚みｔ３に被膜３０ｂの表面厚みｔ１をプラスした値（ｔ１＋ｔ３）が、第１磁性体２０ａと第２磁性体３０ａとのギャップとなり、好ましくは２０μｍ以下である。接着層３２の厚みｔ３が薄すぎると、接着力が低下する傾向にあり、厚すぎるとギャップが大きくなり、コイル特性（インダクタンスなど）が劣化する傾向にある。

本実施形態に係るコイル装置１０では、金属磁性体から成る第２磁性体３０ａの透磁率がフェライトで構成される第１磁性体２０ａの透磁率よりも低くなる。ただし、第２磁性体３０ａの空隙率が第１磁性体２０ａの空隙率よりも高くなる。

本実施形態では、少なくとも第２接着面３０αに対応する位置で、第２磁性体３０ａの表面には、ガラスコート膜から成る被膜３０ｂが形成してある。被膜３０ｂは、接着層３２に含まれる接着成分が第２磁性体３０ａの内部に浸透することをブロックする。そのため、少ない接着剤の量で第１磁性体２０ａと第２磁性体３０ａとを確実且つ強固に接着することが容易になる。その結果、コイル装置１０の機械的強度が向上する。また、コイル装置のコアを、透磁率の異なる材質の組み合わせで構成することが容易になり、直流重畳特性も向上する。

空隙率が高い第２磁性体と空隙率が低い第１磁性体とを直接に接着剤で直接に接合しようとすると、接着剤が空隙率の高い第２磁性体の表面に吸い込まれてしまい、第１磁性体と第２磁性体とを良好に接続することができず接合不良になりやすいことが判明した。接合不良を避けるために接着剤の量を多くすると、コイル装置の高周波特性に悪影響を与えるおそれがある。

本実施形態のコイル装置１０では、空隙率が高い第２磁性体３０ａは、第２接着面３０αとなる位置で第２磁性体３０ａの表面に存在する空隙を埋める被膜３０ｂを有している。そのため、接着層３２を形成するための接着剤は、第２磁性体の表面が被膜３０ｂでブロックされ、第２磁性体３０ａの表面から内部に染み込むことが防止される。また、接着層３２を形成するための接着剤は、空隙率が低い第１磁性体２０ａの表面からは第１磁性体２０ａの内部には染み込みにくくなっている。

したがって少ない接着剤の量で接着層を形成することが容易になり、接着層３２は、第２磁性体３０ａの被膜３０ｂの表面（第２接着面３０α）と第１磁性体２０ａの表面（第１接着面２０α）とを確実且つ強固に接着することになり、コイル装置１０の機械的強度が向上する。

また、被膜３０ｂはガラスを含むガラス膜を有する。被膜３０ｂは、第２磁性体３０ａの表面から内部に深くは染み込むことが少ない特性の樹脂などで構成することも可能であるが、ガラス膜で構成することで、コイル装置１０の高周波特性が向上する。樹脂成分に比較してガラス成分は高周波側でのインピーダンス特性に優れているためである。

さらに本実施形態では、第１磁性体２０ａがフェライトで構成してある。第１磁性体をフェライトで構成することで、第１磁性体の透磁率を向上させることができる。また、第２磁性体３０ａが金属磁性体で構成してある。第２磁性体３０ａを金属磁性体で構成することで、第２磁性体３０ａの透磁率を低く設定することができる。これらのフェライトと金属磁性体とを接着層３２で接合することにより組み合わせてコアを構成することにより、コイル装置１０の直流重畳特性がさらに向上する。

また、ドラムコア２０は、第１磁性体２０ａで構成してあり、図１Ａに示すワイヤ４１，４２が巻回可能な巻芯部２２を有する。ワイヤ４１，４２が巻回される巻芯部２２の全体をフェライトの第１磁性体２０ａで構成することで、コイル装置１０のインダクタンスを向上させることができる。

さらに、第１コアから成るドラムコア２０は、巻芯部２２と一体的に第１磁性体２０ａで構成してあり、巻芯部２２の軸方向の両端にそれぞれ形成してある鍔部２４，２６をさらに有している。第２コアから成る平板コア３０は、これらの鍔部２４，２６を連絡するように配置される板状の第２磁性体３０ａを有する。第２コアを板状の第２磁性体３０ａで構成し、その第２コアを第１磁性体２０ａと接着層３２を介して強固に接合することで、直流重畳特性がさらに向上しているコイル装置１０の機械的強度を、さらに向上させることができる。

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、平板コア３０は、第２磁性体３０ａを有し、その全表面が被膜３０ｂで覆われているが、少なくとも第２接着面３０αとなる部分のみが、被膜３０ｂで覆われていればよい。また、上述した実施形態では、被膜３０ｂは、ガラスコート膜で構成してあるが、これに限定されず、他の被膜、たとえば樹脂膜、シリコーン、パリレンなどであってもよい。

また、上述した実施形態では、第１ワイヤ４１と第２ワイヤ４２の複数のワイヤをドラムコア２０の巻芯部２２に巻回してあるが、単数のワイヤ、たとえば第１ワイヤ４１のみをドラムコア２０の巻芯部２２に巻回してもよい。

また、上述した実施形態では、双方の鍔部２４および２６にそれぞれ装着してある第１端子と第２端子とは、相互に絶縁されているが、単数のワイヤ、たとえば第１ワイヤ４１のみをドラムコア２０の巻芯部２２に巻回する場合には、同じ鍔部２４または２６に装着してある第１端子と第２端子とは、電気的に接続されていてもよい。

さらに、上述した実施形態では、第１コアとしてのドラムコア１０と、第２コアとしての平板コア３０とを接着層３２で接合する場合について例示してあるが、これに限定されず、その他の形状のコア同士を接着層３２を介して接合させてコイル装置を構成することもできる。いずれにしても、図４に示すように、空隙率が大きい第２コアの第２磁性体３０ａは、少なくとも第２接着面３０αとなる位置で、第２磁性体３０ａの表面に存在する空隙を埋める被膜３０ｂを有し、被膜３０ｂの表面が第２接着面３０αとなり接着層３２に接触することになる。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。

実施例１
図１Ａに示すドラムコア２０と平板コア３０を準備した。ドラムコア２０は、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライトから成る第１磁性体２０ａで構成した。第１磁性体２０ａの空隙率は、２％であった。また、第１磁性体２０ａの第１接着面２０αに対応する表面表面粗さＲａは、０．４３μｍであった。

平板コア３０は、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系金属磁性体から成る第２磁性体で構成した。第２磁性体３０ａの空隙率は、２０％であった。第２磁性体の表面には、シリカ－ボロン系のガラスコート膜から成る被膜３０ｂを全面に形成した。被膜３０ｂの厚みｔ１の平均は２μｍであり、±１μｍの範囲でばらつきが観察された。また、被膜３０ｂの浸透深さｔ２は、５μｍ以下であった。また、第２接着面３０αに対応する被膜３０ｂの表面粗さＲａは、０．３２であった。

次に、ドラムコア２０の鍔部２４，２６の上面に位置する第１接着面２０αに対応する位置に、エポキシ系接着剤を塗布し、その接着剤塗布面に平板コア３０（被膜３０ｂ付き第２磁性体３０ａ）の第２接着面３０αを押しつけて接着剤を硬化させて接着層３２を形成した。硬化後の接着層３２の厚みｔ３は、２～４μｍであった。

得られたコイル装置のサンプルを５つ準備し、各サンプルについて、ドラムコア２０と平板コア３０の引張せん断接着強さを、ＪＩＳ－Ｋ６８５０に準拠して測定し、その値を接着強度とし平均を求めた。実施例１におけるサンプルの接着強度の平均は、表１に示すように、４０．０Ｎであった。

なお、磁性体の空隙率は、各磁性体のサンプルの表面または断面を研磨した後に研磨面をＳＥＭで観察し、得られた画像を二値化処理して所定面積の画像全体に対する空隙の占める面積割合を求め、その割合を空隙率として算出した。また、各磁性体の表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１－２００１に準拠して、各磁性体のサンプルについて、算術平均粗さとして算出した。また、被膜３０ｂの厚みｔ１、接着層３２の厚みｔ３は、第１磁性体２０ａおよび第２磁性体３０ａの接合面付近を、接着層３２に略垂直な断面で切断し、その切断面をＳＥＭ画像で観察することで計測して求めた。

実施例２
平板コア３０として、被膜３０ｂの厚みｔ１の平均が５μｍ（ばらつきが±１μｍ）となり、被膜３０ｂの浸透深さｔ２が５μｍ以下となるように、第２磁性体３０ａの表面にガラスコート膜から成る被膜３０ｂを形成して平板コア３０を作製した以外は、実施例１と同様にして、コイル装置のサンプルを作製した。実施例１と同様な測定を行った。結果を表１に示す。

比較例１
平板コア３０として、被膜３０ｂを形成しない第２磁性体を用いた以外は、実施例１と同様にして、コイル装置のサンプルを作製した。実施例１と同様な測定を行った。結果を表１に示す。

評価１
比較例１に比較して、実施例１では、１．５倍以上の接着強度が得られた。また、比較例１に比較して、実施例２では、３倍以上の接着強度が得られた。

実施例３
実施例１のコイル装置のサンプルについて、直流重畳特性を、常温環境下の条件で測定した。

実施例４
実施例２のコイル装置のサンプルについて、実施例３と同様な条件で直流重畳特性を測定した。

比較例２

平板コア３０として、被膜３０ｂを形成しないＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系金属磁性体から成る第２磁性体を用いた以外は、実施例３と同様にして、コイル装置のサンプルを作製した。サンプルについて、実施例３と同様な条件で直流重畳特性を測定した。

評価２
比較例２に比較して、実施例３および４では、比較例２に比較して、実施例３では１．０７倍、実施例４では１．１１倍以上の直流重畳特性の向上が認められた。

１０… コイル装置
２０… ドラムコア（第１コア）
２０α… 第１接着面
２０ａ… 第１磁性体
２０ａ１… 第１磁性体粒子
２２… 巻芯部
２４… 第１鍔部
２４ａ… 実装側コア面
２４ｂ… 反実装側コア面
２４ｃ… 外端面
２４ｃ１… 端子取付面
２４ｃ２… 端子絶縁凸部
２４ｃ３… 切り欠き
２４ｄ… 内面
２４ｅ… 側面
２６… 第２鍔部
２６ａ… 実装側コア面
２６ｂ… 反実装側コア面
２６ｃ… 外端面
２６ｃ１… 端子取付面
２６ｃ３… 切り欠き
２６ｄ… 内面
２６ｅ… 側面
３０… 平板コア（第２コア）
３０α… 第２接着面
３０ａ… 第２磁性体
３０ａ１… 第２磁性体粒子
３０ｂ… 被膜
３２… 接着層
４０… コイル部
４１… 第１ワイヤ
４１ａ… 一方の引出部（リード端）
４１ｂ… 他方の引出部（リード端）
４２… 第２ワイヤ
４２ａ… 一方の引出部（リード端）
４２ｂ… 他方の引出部（リード端）
５１… 第１端子（端子具）
５１ａ… 端子本体
５１ａ１… 外端面密着部
５１ａ２… 実装側密着部
５１ａ３… 副実装面
５１ｂ… 突出板部
５１ｃ… 基部
５１ｃ１… 主実装面
５１ｃ２… 継線面(ワイヤ接続面)
５１ｄ… 先端折曲部
５２… 第２端子（端子具）
５２ａ… 端子本体
５２ａ１… 外端面密着部
５２ａ２… 実装側密着部
５２ａ３… 副実装面
５２ｂ… 突出板部
５２ｃ… 基部
５２ｃ… 主実装面
５２ｃ２… 継線面(ワイヤ接続面)
５２ｄ… 先端折曲部

Claims (9)

1. 第１磁性体を有する第１コアと、
   前記第1磁性体よりも空隙率が高い第２磁性体を有する第２コアと、
   前記第1コアの第1接着面と前記第２コアの第２接着面とを接着する接着層と、を有するコイル装置であって、
   前記第２磁性体は、少なくとも前記第２接着面となる位置で、前記第２磁性体の表面に存在する空隙を埋める被膜を有し、前記被膜の表面が前記第２接着面となり前記接着層に接触しているコイル装置。
2. 前記被膜はガラスを含むガラス膜を有する請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記被膜の前記第２接着面の表面粗さＲａが、０．２μｍ以上である請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 第２接着面の位置で前記第２磁性体の表面に存在する前記被膜の厚みが１～１１μｍの範囲内である請求項１～３のいずれかに記載のコイル装置。
5. 前記第２磁性体の表面から前記第２磁性体の内部に入り込んでいる前記被膜の浸透深さは、１５μｍ以下である請求項１～４のいずれかに記載のコイル装置。
6. 前記第１磁性体がフェライトで構成してある請求項１～５のいずれかに記載のコイル装置。
7. 前記第２磁性体が金属磁性体で構成してある請求項１～６のいずれかに記載のコイル装置。
8. 前記第１コアは、前記第１磁性体で構成してあり、ワイヤが巻回可能な巻芯部を有する請求項１～７のいずれかに記載のコイル装置。
9. 前記第１コアは、前記巻芯部と一体的に第１磁性体で構成してあり、前記巻芯部の軸方向の両端にそれぞれ形成してある鍔部をさらに有し、
   前記第２コアは、これらの鍔部を連絡するように配置される板状の前記第２磁性体を有する請求項８に記載のコイル装置。

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