JP2023123280A - インダクタ - Google Patents

Abstract

【課題】インダクタの信頼性を高める。【解決手段】インダクタ１００は、底面１１、天面１２、ならびに、底面１１及び天面１２に繋がる側面１３ｃを有する磁心１０と、磁心１０に埋設されたコイル部２１、及び、磁心１０の外部に引き出された引き出し部２２を有するコイル素子と、側面１３ｃに配置され、引き出し部２２を介してコイル素子に電気的に接続された板状の電極部材３０と、を備え、電極部材３０は、引き出し部２２が引き出されている側面１３ｃに沿って配置される側板部３２と、側面１３ｃに交差する方向に筒軸を有して延びる筒部３５と、を有し、側板部３２は、側板部３２を厚み方向に貫通し、筒部３５の内部に繋がる貫通開口３３を有し、引き出し部２２は、貫通開口３３を貫通するとともに、筒部３５の内部に接触し、筒部３５は、引き出し部２２に溶接されている。【選択図】図１

Description

本開示は、インダクタに関する。

電気エネルギーを磁気エネルギーとして蓄える受動素子であるインダクタは、電源電圧の昇降圧及び直流電流の平滑化を目的として、例えばＤＣ－ＤＣコンバータ装置等に用いられる。インダクタは、例えば、回路基板等の表面に実装される。例えば、特許文献１には、磁性材料を含む本体部と、本体部の内部に配置されたコイル素子と、コイル素子に接続される端子金具と、を備えるインダクタが開示されている。特許文献１に記載のインダクタでは、コイル素子の先端が本体部から露出し、露出したコイル素子の先端に端子金具が溶接されている。

特開２０１１－２４３６８５号公報

従来のインダクタでは、端子金具である電極部材とコイル素子との接続信頼性が低いために、インダクタの信頼性が低い場合がある。本開示は、上記に鑑みて、インダクタの信頼性を高めることを目的とする。

本開示の一態様に係るインダクタは、底面、天面、ならびに、前記底面及び前記天面に繋がる側面を有する磁心と、前記磁心に埋設されたコイル部、及び、前記コイル部の端部に繋がり、前記側面から前記磁心の外部に引き出された引き出し部を有するコイル素子と、前記側面に配置され、前記引き出し部を介して前記コイル素子に電気的に接続された板状の電極部材と、を備え、前記電極部材は、前記引き出し部が引き出されている側面に沿って配置される側板部と、前記側面に交差する方向に筒軸を有して延びる筒部と、を有し、前記側板部は、前記側板部を厚み方向に貫通し、前記筒部の内部に繋がる貫通開口を有し、前記引き出し部は、前記貫通開口を貫通するとともに、前記筒部の内部に接触し、前記筒部は、前記引き出し部に溶接されている。

本開示によれば、インダクタの信頼性を高めることができる。

実施の形態に係るインダクタの第１斜視図である。 実施の形態に係るインダクタの第２斜視図である。 実施の形態に係るインダクタの引き出し部、及び、筒部が溶接される前の状態を示す図である。 図３に示す引き出し部及び筒部を側面から見た図である。 実施の形態に係るインダクタの筒部の製造工程の一例を示す図である。 実施の形態の変形例１に係るインダクタの引き出し部及び筒部の断面を示す図である。 実施の形態の変形例２に係るインダクタの引き出し部及び筒部の断面を示す図である。 実施の形態の変形例３に係るインダクタの引き出し部及び筒部の断面を示す図である。 実施の形態の変形例３に係る重畳部について説明するための斜視図である。 実施の形態の変形例４に係るインダクタの引き出し部及び筒部の断面を示す図である。

（本開示に至る経緯）
前述した特許文献１のように、コイル素子の先端に電極部材を溶接する構造では、コイル素子と電極部材とを接続する接続部（以下では、この接続に溶接を用いるので、溶接部と呼称する）の断面積が小さくなり、コイル素子と電極部材との接続に関する信頼性が低下する場合がある。また、コイル素子の先端に電極部材を溶接する構造では、溶接箇所における電流経路の断面積を大きくすることができず、直流抵抗が大きくなってインダクタの信頼性が低下するという問題がある。また、溶接箇所における電流経路の断面積を大きくすることができないと、インダクタを通電した時に温度上昇が起き、インダクタの信頼性が低下するという問題がある。

本開示は、インダクタの信頼性を高めるため、以下に示す構成を有している。以下、実施の形態について、図面を参照しながらより具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、接続形態、ステップ及びステップの順序等は一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、本明細書において、平行などの要素間の関係性を示す用語、及び、直方体などの要素の形状を示す用語、ならびに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。

また、各図は、本開示を示すために適宜強調、省略、又は比率の調整を行った模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではなく、実際の形状、位置関係及び比率とは異なる場合がある。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡素化される場合がある。

また、各図には、互いに直交する３方向を意味するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を示し、必要に応じてこれらの軸及び当該軸に沿う軸方向を説明のために用いる。なお、各軸は、説明のために付されたものであり、インダクタが使用される方向及び姿勢を限定するものではない。

また、本明細書において、インダクタの構成における「天面」及び「底面」という用語は、絶対的な空間認識における天面（鉛直上方側の面）及び底面（鉛直下方側の面）を指すものではなく、インダクタの構成要素の相対的な位置関係により規定される用語として用いる。

（実施の形態）
［インダクタの構成］
実施の形態に係るインダクタの構成について説明する。インダクタは、コイル素子に流れる電気エネルギーを磁気エネルギーとして蓄える受動素子である。

図１は、実施の形態に係るインダクタ１００の第１斜視図である。図２は、インダクタ１００の第２斜視図である。なお、図１内の上側の図にはインダクタ１００の全体図が示され、下側の図には、インダクタ１００の引き出し部２２及び筒部３５を拡大した斜視図が示されている。

図１及び図２に示されるように、インダクタ１００は、磁心１０と、コイル部２１及び複数の引き出し部２２を有するコイル素子と、外部端子である複数の電極部材３０と、引き出し部２２及び電極部材３０を接続する溶接部と、を備える。

以下の説明では、主に、インダクタ１００におけるＸ軸のプラス側の半分について説明するが、インダクタ１００におけるＸ軸のマイナス側の半分についても、インダクタ１００におけるＸ軸のプラス側の半分と同様の構造を有し、同様の説明が適用される。

インダクタ１００は、例えば、直方体状の圧粉磁心である磁心１０の形状によって、およその外形が決定されている。なお、磁心１０は、成型によって任意の形状に成型できる。つまり、磁心１０の成型時における形状によって、任意の形状のインダクタ１００を実現できる。本実施の形態の磁心１０では、例えば、Ｘ軸方向の寸法が１７ｍｍ以上、Ｙ軸方向の寸法が１７ｍｍ以上、Ｚ軸方向の寸法が７ｍｍ以上である。

磁心１０は、インダクタ１００の外殻部分であり、コイル素子の一部（コイル部２１）を覆っている。磁心１０は、磁性材料を含み、例えば、金属磁性体粉末及び樹脂材料等からなる圧粉磁心である。なお、磁心１０は、磁性材料を用いて形成されていればよい。磁性材料には、フェライトが用いられてもよく、その他の磁性材料が用いられてもよい。金属磁性体粉末には、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系、Ｆｅ－Ｓｉ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系、又はＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ－Ｂ系等、所定の元素組成を有する粒子状材料が用いられる。また、樹脂材料には、シリコーン系樹脂等、金属磁性体粉末の粒子間を絶縁しつつ、金属磁性体粉末の粒子を結着することで一定の形状を保持可能な材料が選択される。

磁心１０は、例えば、直方体状である。磁心１０は、底面１１、底面１１に背向する天面１２、及び、底面１１と天面１２とに繋がる４つの側面１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄとを有する。側面１３ａと側面１３ｂとは、Ｘ軸方向に並び、互いに背向する。側面１３ｃと側面１３ｄとは、Ｙ軸方向に並び、互いに背向する。底面１１、天面１２、及び、側面１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、それぞれ、略平坦な平面である。底面１１及び天面１２の組、側面１３ａ及び側面１３ｂの組、並びに、側面１３ｃ及び側面１３ｄの組は、それぞれ平行な位置関係になる面の組である。底面１１及び天面１２と、側面１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄとは、交差する方向、具体的には直交する方向に延びている。また、側面１３ａ及び側面１３ｂと、側面１３ｃ及び側面１３ｄとは交差する方向、具体的には直交する方向に延びている。

コイル素子は、磁心１０に埋設された１本の素線からなるコイル部２１と、素線の両端に対応し、磁心１０の外側に露出している複数の引き出し部２２と、を有する。つまり、実施の形態に係るコイル素子は、１つのコイル部２１と、２つの引き出し部２２とから構成されている。なお、図１では、埋設されたコイル部２１を破線で示している。

コイル素子は、例えば、導線で構成される。導線は、例えば、アルミニウム、銅、銀、及び金等の金属、これらの金属のうち１つ以上を含む合金、並びに、金属又は合金と他の物質とからなる材料等から選択された金属材料で構成される金属線と、金属線を被覆する絶縁皮膜とで構成される。具体的に、導線は、例えば、絶縁皮膜で被覆された銅線である。コイル部２１及び引き出し部２２は、例えば、同じ材料からなる１つの部材を加工して形成された、各々の部位に対して付された呼称である。

コイル部２１は、磁心１０によって覆われる部位である。コイル部２１は、巻回形成された導線で構成され、コイルとして機能する。コイル部２１の巻回数には特に限定はなく、例えば、０．５ターンから１０ターン等、インダクタ１００に要求される性能、及び、磁心１０の大きさなどの制約に合わせ、適宜選択される。コイル部２１を構成する導線の横断面は、例えば、各辺が３．５ｍｍ×２．５ｍｍの平角線である。なお、コイル部２１を横断面のアスペクト比が１：１の角線又は丸線によって構成してもよい。そして、コイル部２１は、導線の横断面の長辺を含む面を重ねて縦方向に巻回されている。このコイル部２１は、コイル部２１の巻回軸が底面１１と天面１２とを結ぶ方向（Ｚ軸方向）に沿うように磁心１０に埋設されている。

コイル部２１は、巻回形成された部分から磁心１０の側面１３ｃに繋がる端部（不図示）を有している。コイル部２１の端部のうち、一方の端部は、側面１３ｃに垂直な方向から見て、巻回軸よりも右外寄りであるＸ軸のプラス側に配置され、他方の端部は、巻回軸よりも左外寄りであるＸ軸のマイナス側に配置されている。また、コイル部２１の端部は、側面１３ｃに垂直な方向から見て、側面１３ｃの中心よりも底面１１側の高さに位置し、両端ともに底面１１からの高さが同じ高さとなっている。

引き出し部２２は、コイル部２１の端部に繋がり、磁心１０の側面１３ｃから外に引き出されて延伸している。具体的には、引き出し部２２は、側面１３ｃの中心よりも底面１１側の高さから側面１３ｃに垂直な方向に引き出されている。引き出し部２２は、４つの側面１３ａ～１３ｄのうちの１つの側面１３ｃから引き出されている。

図３は、インダクタの引き出し部、及び、筒部が溶接される前の状態を示す図である。図４は、図３に示す引き出し部及び筒部を側面から見た断面図である。この例において、側面から見るとは側面１３ａに垂直なＸ軸方向から見ることである。図４には、引き出し部２２及び筒部３５を側面から見た図が、引き出し部２２の中心をとおる中心線における断面図として示されている。

図３及び図４に示される引き出し部２２は、断面が四角形状である。引き出し部２２は、電極部材３０と導通可能なように、少なくとも一部の絶縁皮膜が除去されている。引き出し部２２は、後述する電極部材３０の側板部３２の貫通開口３３を貫通するとともに、筒部３５の内部（筒によって囲まれた空間に対向する内側面）に接触している。

図１に示されるように、電極部材３０は、磁心１０の外部（例えば底面１１側ならびに、側面１３ｃ側及び他の側面１３ｄ側）に配置され、溶接部を介して引き出し部２２に電気的に接続されている。電極部材３０は、２つの引き出し部２２のそれぞれに対応して設けられる。電極部材３０は、導電性材料を含み、例えば、金属材料板で構成される。金属材料板は、アルミニウム、銅、銀、及び金等の金属、これらの金属のうち１つ以上を含む合金、並びに、金属又は合金と他の物質とからなる材料等から選択された金属材料で構成される。

電極部材３０は、磁心１０の底面１１側に配置される底板部３１、底板部３１に繋がり、磁心１０の側面１３ｃ側に配置される側板部３２、側板部３２から外側に突出する筒部３５を有している。

また、電極部材３０は、底板部３１に繋がり、磁心１０の他の側面１３ｄ側に配置される係止部３８を有している。底板部３１、側板部３２、係止部３８及び複数の筒部３５は、例えば、同じ材料からなる１つの部材を加工して形成された、各々の部位に対して付された呼称である。

底板部３１は、底面１１に沿って延びるように磁心１０の底面１１側に配置されている。底板部３１は、接着剤を介して磁心１０に固定されてもよい。底板部３１は、インダクタ１００が回路基板へ実装される際に、はんだによって回路基板に接合される。なお、底板部３１は、天面１２側から見た（Ｚ軸方向における平面視）ときに、磁心１０の外側に張り出した部分を設けてもよく、リフロー炉ではんだ付けするときに、リフロー炉の予熱により張り出した部分を温まりやすくでき、はんだ付け性が向上するので好ましい。

側板部３２は、磁心１０の４つの側面１３ａ～１３ｄのうち１つの側面１３ｃに対応して配置されている。側板部３２は、底板部３１に繋がり、磁心１０の側面１３ｃに沿って配置され、底板部３１から天面１２側に延びている。また、側板部３２は、側板部３２を厚み方向に貫通する貫通開口３３を有している。

貫通開口３３は、例えば四角形状であり、貫通開口３３には、前述した引き出し部２２が挿入される。貫通開口３３は、筒部３５の内部に繋がっており、貫通開口３３に挿入された引き出し部２２は、筒部３５の内部に到達する。側板部３２は、Ｘ軸方向から見たときに、磁心１０の側面１３ｃに接しているが、それに限られず、側面１３ｃに対して隙間を空けて配置されていてもよい。言い換えると、側板部３２は、側面１３ｃと離間して配置されてもよい。この構成については、変形例において説明する。側板部３２は、磁心１０の側面１３ｃに接している場合には接着剤を介して磁心１０に固定されていてもよい。なお、貫通開口３３は、本実施の形態ではコイル素子に用いられている平角線が引き出された引き出し部２２を挿入するために四角形形状であることが好ましい。特に、本実施の形態では、貫通開口３３と筒部３５とを１工程で形成する加工方法を採用している。この加工方法について、図５を用いて説明する。

図５は、筒部の形成工程について説明するためのフローチャートである。図５では、側板部３２及び筒部３５となる前の金属材料板５０２を加工する様子が示されている。まず、金属材料板５０２を、ダイス５０１に載置して、貫通開口３３及び筒部３５を形成する位置と、パンチ５０３の位置とを位置合わせする（Ｓ１０１）。そして、パンチ５０３を白抜き矢印の方向に向けて（２つのダイス５０１の間に）押し込むことで、金属材料板５０２を板面に交差する方向に変形させる（Ｓ１０２）。インダクタ１００においては、ダイス５０１に支持されている部分は、側板部３２となり、パンチ５０３に押し込まれた部分は、筒部３５となる。

ただし、この時点では、押し込まれた部分は有底の筒形状であるので、底にあたる不要部分をカットする必要がある。本実施の形態では、まず、パンチ５０３を取り外し、材料５０４（引き出し部２２に相当）を挿入する（Ｓ１０３）。そして、支持治具５０５を当接させた状態で、切断器５０６を白抜き矢印の方向に移動させて、不要部分をカット（切削）する（Ｓ１０４）。このようにして、貫通開口３３を形成するとともに、筒部３５を同時に形成することが可能となっている。このような加工は「絞り加工」としても知られている。このように、一体的に形成された貫通開口３３と筒部３５の内部の形状とは関連している。そして、筒部３５の内部には、引き出し部２２が接触して、コイル素子－電極部材３０間の電気的な接続を形成するため、導電性能の観点で貫通開口３３の形状とコイル素子に用いられる素線の横断面の形状とが略一致していることが好ましい。一方で、コイル素子に丸線が用いられる場合は、円形状の貫通開口が設けられればよい。

筒部３５は、側板部３２から外側に突出する部位である。複数の筒部３５は、貫通開口３３の形状が側面１３ｃに垂直な方向に延長された、例えば四角柱形状の空間を覆っている。このため、本例では、略四角柱の筒部３５が設けられている。このように、筒部３５は、貫通開口３３の形状に合わせた空間を覆うように適切な形状を成している。ただし、筒部３５は、筒部３５が覆う空間の形状と、外部形状が一致していなくてもよい。例えば、丸線が用いられるコイル素子が引き出された円形断面の引き出し部に合わせて、円柱形状の空間を覆う筒部の外部形状を四角柱形状としてもよい。

なお、上記したように本例における筒部３５は、側板部３２から外側に突出する部位であるが、筒部の突出方向はこれに限られない。例えば、筒部３５は、側板部３２から磁心１０の側面１３ｃに向かう方向、すなわち、側板部３２から内側に突出する部位であってもよい。この場合、引き出し部２２は、まず筒部３５の内部に接触しながら筒部を通過して貫通開口３３に達する。なお、本明細書において、対象物の一端口と他端口とを結ぶ開口に対して、物体が一端口を通過し、他端口側からその物体が見える状態（物体が対象物の開口内部に達している状態）であること含めて「物体が対象物を貫通している」として扱う。そして、貫通開口３３、言い換えると側板部３２との境界に相当する筒部３５の根本部において、電極部材３０と引き出し部２２とが溶接される。この例においては、側板部３２と側面１３ｃとの間に筒部３５が配置されるので、側板部３２と側面１３ｃとが離間される。このような離間が設けられることの利点については、変形例において後述する。

筒部３５は、側板部３２と貫通開口３３との境界領域の全周から立ち上がり、磁心１０の側面１３ｃに交差して、当該側面１３ｃから離れる方向に突出している。例えば、筒部３５は、側板部３２に対して垂直に、又は、引き出し部２２が延びる方向に沿って配置されている。例えば、側板部３２から突出する筒部３５の先端部（筒部３５の側面１３ｃから最遠の端部）は、筒部３５及び引き出し部２２が溶接される前において、引き出し部２２の先端部（引き出し部２２の側面１３ｃから最遠の端部）よりも突出していてもよい。言い換えると、引き出し部２２の先端部は、筒部３５の先端部よりも、側面１３ｃに近くなっている。

本実施の形態では、少なくとも、引き出し部２２の先端部と筒部３５の先端部とが接触又は近接する箇所に、溶接部が形成される（図１参照）。この溶接部は、引き出し部２２と筒部３５とが溶接されることで形成される。例えば溶接部は、レーザシーム溶接によって形成された複数の溶接痕ｗｓによって構成されている。複数の溶接痕ｗｓは、Ｙ軸方向から見た場合に、引き出し部２２の外周が延びる方向に沿って繋がっている。複数の溶接痕ｗｓは、全ての溶接痕ｗｓが連続的に繋がっていてもよいし、一部の溶接痕ｗｓが連続的に繋がっていてもよい。また、隣接する溶接痕ｗｓが重なるように連続的に繋がっていてもよい。筒部３５が引き出し部２２に溶接されることで、筒部３５及び引き出し部２２が溶接部を介して電気的に接続（導通）される。仮に、引き出し部２２の先端部が筒部３５の先端部よりも側面１３ｃから遠くなっていれば、引き出し部２２の全周にわたって溶接を行うためには、ＸＺ平面内であらゆる方向からレーザを照射する必要がある。本実施の形態では、引き出し部２２の先端部が筒部３５の先端部よりも側面１３ｃから近くなっているため、Ｙ軸方向から引き出し部２２の全周全てにわたる溶接が可能となるので、製造工数の観点で有利である。

このように本実施の形態では、コイル素子の引き出し部２２が、側板部３２の貫通開口３３を貫通するとともに、筒部３５に接触し、筒部３５は、引き出し部２２に溶接されている。さらに、上記した、側板部３２と側面１３ｃとの間に筒部３５が配置される構成においても同様であり、コイル素子の引き出し部２２が、側板部３２の貫通開口３３に達しており、筒部３５に接触し、筒部３５は、引き出し部２２に溶接されている。

これによれば、筒部３５と引き出し部２２との溶接によって形成される溶接部の長さを長くすることが可能である。これにより、コイル素子と電極部材３０とを接続する溶接部の断面積を大きくすることができ、コイル素子と電極部材３０との接続に関する信頼性を高めることができる。また、溶接部における電流経路の断面積を大きくできるので、直流抵抗を小さくすることができ、インダクタの信頼性を高めることができる。また、溶接部における電流経路の断面積を大きくできるので、インダクタを通電した時に温度上昇が起きることを抑制し、インダクタの信頼性を高めることができる。さらに、貫通開口３３及び筒部３５に引き出し部２２が挿入されているので、電極部材３０から引き出し部２２ごと磁心１０が脱落する可能性が低減される。

次に、電極部材３０の係止部３８について説明する。

以下の説明では、主に、インダクタ１００におけるＸ軸のマイナス側の半分について説明するが、インダクタ１００におけるＸ軸のプラス側の半分についても、インダクタ１００におけるＸ軸のマイナス側の半分と同様の構造を有し、同様の説明が適用される。

図２に示されるように、電極部材３０は、側面１３ｄに沿う部分に、係止部３８を有する。より具体的には、係止部３８は、底板部３１に繋がり、磁心１０の側面１３ｄに沿って配置されている。係止部３８は、底板部３１から天面１２側に延び、Ｘ軸方向から見て磁心１０の側面１３ｄのうちの最も外側に当たる凸部１３１ｄの先端の部分と、側面１３ｄのうちの最も内側の部分との間に配置されている。なお、係止部３８は、４つの側面のうち１つの側面１３ｄに対応して配置されている。係止部３８には、開口３８ａが形成されている。開口３８ａは、電極部材３０を厚み方向（ここではＹ軸方向）に貫通して設けられた四角形状の貫通孔である。開口３８ａは、側面１３ｄに形成された凸部１３１ｄに対応しており、凸部１３１ｄが開口３８ａを貫通するように、係止部３８が配置されている。係止部３８は、接着剤を介して磁心１０に固定されていてもよい。このような係止部３８は、凸部１３１ｄの天面１２側の側面と開口３８ａの天面１２側の（底面１１側に対向している）内側面とが係止しあうことで、磁心１０と電極部材３０との固定に利用される。つまり、電極部材３０は、係止部３８による凸部１３１ｄへの係止と、溶接部における溶接と、（場合により、底板部３１、側板部３２、及び係止部３８の接着と）によって、磁心１０に固定されている。このような凸部１３１ｄは、例えば、図中に示すように、磁心１０の中心よりも底面１１側に形成されている。このように、磁心１０が凸部１３１ｄを有し、電極部材３０が係止部３８を有することで、電極部材３０と磁心１０とを強固に固定することができる。

［インダクタの製造方法］
次に、上記したインダクタ１００の製造方法について説明する。実施の形態に係るインダクタの製造は、以下のようにして行われる。なお、インダクタ１００の製造方法は以下の例に限られない。

インダクタ１００の製造方法では、はじめに、コイル素子とともに磁心１０を加圧成型する工程が行われる。上記の工程は、コイル部２１を有するコイル素子を成型金型に入れ、圧粉磁心を加圧成型することで実行される。加圧成型時の加圧力は、例えば５ｔｏｎ／ｃｍ^２であり、熱硬化温度は、例えば１８５℃である。加圧成型後において、磁心１０に覆われず露出した引き出し部２２は、例えば、磁心１０の側面１３ｃに対して垂直に突出している。引き出し部２２には、例えばレーザビームが照射され、絶縁皮膜が除去される。

次に、金属材料板を打ち抜き加工、絞り加工及び折り曲げ加工することで、底板部３１、側板部３２、筒部３５及び係止部３８を有する電極部材３０を準備する工程が行われる。

次に、磁心１０に電極部材３０を図１に示すように配置する工程が行われる。まず側板部３２の貫通開口３３に引き出し部２２を挿入させて側板部３２を磁心１０の側面１３ｃに沿うように配置する。そして、底板部３１が磁心１０の底面１１に沿うように折り曲げる。そして、係止部３８が磁心１０の他の側面１３ｄに沿うように折り曲げる。このとき、側板部３２の貫通開口３３に引き出し部２２が挿入され、引き出し部２２と凸部３５とが接触する。また、係止部３８の開口３８ａに凸部１３１ｄが挿入される。また、電極部材３０の底板部３１、側板部３２及び係止部３８のいずれか又は全てを磁心１０と接着する場合には、この工程において、未硬化時に粘性を有する熱硬化性接着剤を、電極部材３０と磁心１０が接触する部分に塗布しておく。接着剤の硬化はこの工程では行わず、後述する後の工程で接着剤の硬化を行う。

次に、筒部３５と引き出し部２２とをレーザシーム溶接等によって溶接する工程が行われる。具体的には、Ｙ軸方向マイナス側から筒部３５の先端部と引き出し部２２の先端部とに向かってレーザビームを連続的に照射し、Ｙ軸方向から見た場合に、筒部３５及び引き出し部２２の外周が延びる方向に沿って溶接部が形成される。溶接部に形成される溶接痕ｗｓは、円形状であり、例えば、レーザビームのスポットを所定半径で回転移動させることで形成される。

次に、電極部材３０の係止部３８が磁心１０の凸部１３１ｄに係止するように、電極部材３０の曲げ加工が行われる。この工程では、図１に示されるように、磁心１０を加圧成型するときに、予め底面１１の底板部３１と重なる位置に磁心１０の内部に向かって凹となる底面凹部１１ａを形成しておき、この底面凹部１１ａに底板部３１が入り込むように曲げる工程にしてもよい。これにより、図１及び図２に示されるように、底板部３１に底面カシメ部３１ａが形成され電極部材３０の狭小化が行われる。このように電極部材３０の狭小化を行うことで、電極部材３０全体が磁心１０に締め付けられて、電極部材３０の係止部３８が磁心１０の凸部１３１ｄに強固に係止され電極部材３０と磁心１０とを強固に固定できる。また、電極部材３０と磁心１０を接着する場合、この工程の後に、加熱処理して接着剤を硬化する工程を行う。このようにして、インダクタ１００が製造される。

［実施の形態の変形例１］
実施の形態の変形例１に係るインダクタについて説明する。図６は、実施の形態の変形例１に係るインダクタの引き出し部及び筒部の断面を示す図である。

この例のインダクタは、側板部３２が、磁心１０の側面１３ｃに接触していない点で、上記の実施の形態と異なっている。より詳しくは、この例におけるインダクタは、側板部３２が、貫通開口３３よりも天面側、及び底面側において、側面１３ｃと離間して配置されている。このように、側板部３２を側面１３ｃと離間して配置することにより、レーザ溶接した際に、溶融箇所から伝わる熱が、筒部３５及び側板部３２を介して側面１３ｃに伝わることが抑制される。溶接時に発生する熱は、磁心１０に含まれる樹脂材料に影響を与えやすく、場合によっては、磁心１０の性質を変化させてしまう場合があるが、上記のように、側板部３２を側面１３ｃと離間して配置することにより、このような悪影響が発生する可能性を抑制できる。また、図６の（ｂ）では、図６の（ａ）に示すインダクタに対して、放熱治具９０が装着されている。放熱治具９０は、比較的熱伝導率の高い金属などの器具であり、側板部３２と側面１３ｃとの間の空間に挿入されることで、側板部３２から熱を奪って放熱することができる。放熱治具９０は、例えば、チタン板などの金属板である。このように、側板部３２と側面１３ｃとを離間させて間隙を設けておくことで、レーザシーム溶接の前に放熱治具９０を側板部３２と側面１３ｃとの間の空間に挿入して、磁心１０に対する熱の影響を低減することもできる。

［実施の形態の変形例２］
実施の形態の変形例２に係るインダクタについて説明する。図７は、実施の形態の変形例２に係るインダクタの引き出し部及び筒部の断面を示す図である。

この例のインダクタは、側板部３２の貫通開口３３よりも天面１２側の部分が、磁心１０に向かって傾斜している点で、上記の変形例１と異なっている。より詳しくは、この例におけるインダクタは、側板部３２が、貫通開口３３よりも天面１２側において、貫通開口３３から離れるほど側面１３ｃとの離間距離が小さくなっている。そして、側板部３２の天面１２側の端部が磁心１０に接触している。このようにすることで、溶接に伴って発生する熱を磁心１０に伝わりにくくする効果を得つつ、側板部３２と側面１３ｃとの間の空間に塵埃などの異物が混入することを抑制し、かつ、磁心１０と側板部３２との接点を増加させて振動耐性の向上効果を得ることができる。

［実施の形態の変形例３］
実施の形態の変形例３に係るインダクタについて説明する。図８は、実施の形態の変形例３に係るインダクタの引き出し部及び筒部の断面を示す図である。また、図９は、実施の形態の変形例３に係る重畳部について説明するための斜視図である。なお、図９では、重畳部３７の形状を明確にする目的で磁心１０及びコイル素子の図示を省略している。

この例のインダクタは、側板部３２と重畳される重畳部３７を有する点で、上記の変形例１と異なっている。より詳しくは、この例におけるインダクタは、電極部材３０が、側板部３２と側面１３ｃとの間に配置され、側板部３２に重なる重畳部３７と、貫通開口３３よりも天面１２側において側板部３２及び重畳部３７に接続された接続部３６と、を有する。接続部３６及び重畳部３７は、電極部材３０の一部として、側板部３２，筒部３５などと一体的化されている。重畳部３７は、接続部３６を介して側板部３２とつながっているともいえる。そして、図９に示すように、重畳部３７のうち、貫通開口３３に重なる部分は、空洞になっている。そのため、重畳部３７が側板部３２と側面１３ｃとの間に存在しても、側面１３ｃから引き出された引き出し部２２が貫通開口３３に到達することができるようになっている。

重畳部３７の形状としては、図９の（ａ）に示すように、貫通開口３３と重なる位置に重畳貫通開口３３ａを設けることで、貫通開口３３に重なる部分を空洞化しているが、図９の（ｂ）に示すように、貫通開口３３と重なる位置に切り欠き部３３ｂを設けてもよいし、図９の（ｃ）に示すように、貫通開口３３に至らない長さの重畳部３７としてもよい。

このような重畳部３７を設けることで、変形例２に係るインダクタと同様に、側板部３２と側面１３ｃとの間の空間に塵埃などの異物が混入することを抑制し、かつ、磁心１０と側板部３２との接点を増加させて振動耐性の向上効果を得ることができる。また、重畳部３７は、局所的に磁心１０に接触する場合があるが、接続部３６を介して重畳部３７に至るまでに、伝熱距離を長く確保できるため、溶接時の熱を電極部材３０自身から放熱することによって磁心１０に対する熱の影響を低減することができる。

［実施の形態の変形例４］
実施の形態の変形例４に係るインダクタについて説明する。図１０は、実施の形態の変形例４に係るインダクタの引き出し部及び筒部の断面を示す図である。

この例のインダクタは、側板部３２の貫通開口３３よりも底面１１側の部分が、磁心１０に向かって傾斜している点で、上記の変形例１と異なっている。より詳しくは、この例におけるインダクタは、側板部３２が、貫通開口３３よりも底面１１側において、貫通開口３３から離れるほど側面１３ｃとの離間距離が小さくなっている。そして、側板部３２の底面１１側の端部が磁心１０に接触している。さらに詳しくは、側板部３２と底板部３１との接続箇所及び、側面１３ｃと底面１１との接続箇所が互いに接触するようになっている。

このようにすることで、溶接に伴って発生する熱を磁心１０に伝わりにくくする効果を得つつ、磁心１０と側板部３２との接点を増加させて振動耐性の向上効果を得ることができる。

［効果等］
以上説明したように、本実施の形態に係るインダクタ１００は、底面１１、天面１２、ならびに、底面１１及び天面１２に繋がる側面１３ｃを有する磁心１０と、磁心１０に埋設されたコイル部２１、及び、コイル部２１の端部に繋がり、側面１３ｃから磁心１０の外部に引き出された引き出し部２２を有するコイル素子と、側面１３ｃに配置され、引き出し部２２を介してコイル素子に電気的に接続された板状の電極部材３０と、を備え、電極部材３０は、引き出し部２２が引き出されている側面１３ｃに沿って配置される側板部３２と、側面１３ｃに交差する方向に筒軸を有して延びる筒部３５と、を有し、側板部３２は、側板部３２を厚み方向に貫通し、筒部３５の内部に繋がる貫通開口３３を有し、引き出し部２２は、貫通開口３３を貫通するとともに、筒部３５の内部に接触し、筒部３５は、引き出し部２２に溶接されている。

これによれば、引き出し部２２を、側板部３２を貫通して筒部３５に到達させることができる。その結果、引き出し部２２が側板部３２の板面に沿う方向へ移動することが制限される。つまり、引き出し部２２がつながっているコイル部２１を含めて、コイル部２１が埋設されている磁心１０が当該板面に沿う方向に移動することが制限されて、電極部材３０から磁心１０が脱落することが抑制される。また、筒部３５に引き出し部２２が接触しており、その接触箇所でコイル素子と電極部材３０とを電気的に接続するための溶接部が形成されている。引き出し部２２は筒部３５の内部に達しているため、筒部３５の内側面と引き出し部２２の側面とで広く接触箇所を設けることができる。特に、筒部３５が延びる方向から見たときに、引き出し部２２が筒部３５に入れ子状になっているので、最大で、引き出し部２２の全周分にわたって溶接部を形成することができる。その結果、溶接部の形成範囲を拡大することができる。つまり、溶接箇所における電流経路の断面積を大きくすることができるため、インダクタ１００を通電した時に温度上昇が起きるなどの不具合の発生を抑制できる。このように、本実施の形態に係るインダクタ１００では、インダクタ１００の信頼性をより高めることができる。

また、例えば、側板部３２は、貫通開口３３よりも天面１２側において、側面１３ｃと離間して配置されていてもよい。

これによれば、電極部材３０とコイル素子との溶接時に、溶接個所から側板部３２を介して側面１３ｃから磁心１０に伝導する熱の量を減少させることができる。さらに、この離間された側面１３ｃと側板部３２との間に溶接時の熱を放熱させるための放熱治具９０を配置することができるので、側面１３ｃから磁心１０に伝導する熱の量を減少させる効果をより高めることができる。

また、例えば、電極部材３０は、側板部３２と側面１３ｃとの間に配置され、側板部３２に重なる重畳部３７と、貫通開口３３よりも天面１２側において側板部３２及び重畳部３７に接続された接続部３６と、を有してもよい。

これによれば、側面１３ｃと側板部３２との間において、側板部３２から接続部３６、接続部３６から重畳部３７へと、溶接時の熱を伝導させることができる。そして、この接続部及び重畳部３７は、電極部材３０自体の熱容量の総量を拡大するとともに、放熱作用を拡大することができるので、側面１３ｃから磁心１０に伝導する熱の量を減少させる効果をより高めることができる。

また、例えば、側板部３２は、貫通開口３３よりも天面１２側において、貫通開口３３から離れるほど側面１３ｃとの離間距離が小さくなってもよい。

これによれば、電極部材３０とコイル素子との溶接時に、溶接個所から側板部３２を介して側面１３ｃから磁心１０に伝導する熱の量を減少させるために設けた離間空間に、塵埃などの異物が入り込む可能性があるが、この離間空間において天面１２側の離間距離が小さくなることでそのような異物を入り込みにくくすることができる。さらに、側板部３２が磁心１０に接触していれば、磁心１０と側板部３２との接点を増加させることができるのでインダクタ１００の振動耐性の向上効果を得ることができる。

また、例えば、側板部３２は、貫通開口３３よりも底面１１側において、側面１３ｃと離間して配置されていてもよい。

これによれば、電極部材３０とコイル素子との溶接時に、溶接個所から側板部３２を介して側面１３ｃから磁心１０に伝導する熱の量を減少させることができる。

また、例えば、電極部材３０は、側板部３２と側面１３ｃとの間に配置され、側板部３２に重なる重畳部３７と、貫通開口３３よりも天面１２側において側板部３２及び重畳部３７に接続された接続部３６と、を有し、重畳部３７は、貫通開口３３と重なる重畳貫通開口３３ａを有してもよい。

これによれば、重畳部３７を貫通開口３３よりも底面１１側へと拡大することができるので、重畳部３７を設けることによる電極部材３０自体の熱容量の総量の拡大効果、及び、放熱作用の拡大効果をより増大することができる。

また、例えば、側板部３２は、貫通開口３３よりも底面１１側において、貫通開口３３から離れるほど側面１３ｃとの離間距離が小さくなってもよい。

これによれば、側板部３２が磁心１０に対して相対的に振動しにくくなるため、インダクタ１００の振動耐性の向上効果を得ることができる。特に、側板部３２の底面１１側の端部が磁心１０に接触していれば、すなわち、側板部３２と底板部３１との接続箇所及び、側面１３ｃと底面１１との接続箇所が互いに接触するようになっていれば、磁心１０と側板部３２との接点が増加するため、インダクタ１００の振動耐性の向上効果をより高めることができる。

また、例えば、引き出し部２２の側面１３ｃから最遠の端部は、筒部３５の側面１３ｃから最遠の端部よりも、側面１３ｃに近くてもよい。

これによれば、筒部３５が延びる所定の方向からみて引き出し部２２の端部側の面に筒部３５の壁部を溶けしろとして供給するように溶接を行うことができる。つまり、上記所定の方向からの一方向での溶接が可能となるため、溶接に係る工数を減少させることができる。

（その他の実施の形態等）
以上、本開示の実施の形態及び各変形例に係るインダクタ等について説明したが、本開示は、上記実施の形態及び各変形例に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態及び各変形例に施したもの、並びに、実施の形態及び各変形例における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲に含まれる。

上記の実施の形態では、電極部材３０の底板部３１、側板部３２及び筒部３５、ならびに係止部３８が、同じ材料からなる１つの部材を加工して形成されている例を示したが、それに限られない。例えば、電極部材３０は、別の部材で構成された底板部３１と側板部３２と筒部３５、ならびに係止部３８、とを接続することで形成されていてもよい。

上記の実施の形態では、コイル素子のコイル部２１及び引き出し部２２が、同じ材料からなる１つの部材を加工して形成されている例を示したが、それに限られない。コイル素子は、別の部材で構成されたコイル部２１と引き出し部２２とを接続することで形成されていてもよい。

上記実施の形態では、導線は横断面が矩形である例を示したが、それに限定されない。導線は横断面が円形状のものであってもよく、引き出し部２２の部分は、電極部材３０と接続しやすくするために、少なくとも一部が平板状に展伸されたものであってもよい。

上記実施形態では、引き出し部２２は、側面１３ｃの中心よりも底面１１側の高さから引き出されている例を示したが、それに限定されない。引き出し部２２は、側面１３ｃの中心よりも天面１２側の高さから引き出されてもよい。

また、例えば、上記したインダクタを用いた電気製品又は電気回路についても、本開示に含まれる。電気製品としては、上述したインダクタを備えた電源装置や、当該電源装置を備える各種機器等が挙げられる。

本開示に係るインダクタは、各種装置及び機器等に用いられるインダクタとして有用である。

１０ 磁心
１１ 底面
１１ａ 底面凹部
１２ 天面
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 側面
２１ コイル部
２２ 引き出し部
３０ 電極部材
３１ 底板部
３１ａ 底面カシメ部
３２ 側板部
３３ 貫通開口
３３ａ 重畳貫通開口
３３ｂ 切り欠き部
３５ 筒部
３６ 接続部
３７ 重畳部
３８ 係止部
３８ａ 開口
９０ 放熱治具
１００ インダクタ
１３１ｄ 凸部
ｗｓ 溶接痕

Claims (8)

1. 底面、天面、ならびに、前記底面及び前記天面に繋がる側面を有する磁心と、
   前記磁心に埋設されたコイル部、及び、前記コイル部の端部に繋がり、前記側面から前記磁心の外部に引き出された引き出し部を有するコイル素子と、
   前記側面に配置され、前記引き出し部を介して前記コイル素子に電気的に接続された板状の電極部材と、を備え、
   前記電極部材は、前記引き出し部が引き出されている側面に沿って配置される側板部と、前記側面に交差する方向に筒軸を有して延びる筒部と、を有し、
   前記側板部は、前記側板部を厚み方向に貫通し、前記筒部の内部に繋がる貫通開口を有し、
   前記引き出し部は、前記貫通開口を貫通するとともに、前記筒部の内部に接触し、
   前記筒部は、前記引き出し部に溶接されている
   インダクタ。
2. 前記側板部は、前記貫通開口よりも前記天面側において、前記側面と離間して配置されている
   請求項１に記載のインダクタ。
3. 前記電極部材は、
   前記側板部と前記側面との間に配置され、前記側板部に重なる重畳部と、
   前記貫通開口よりも前記天面側において前記側板部及び前記重畳部に接続された接続部と、を有する
   請求項２に記載のインダクタ。
4. 前記側板部は、前記貫通開口よりも前記天面側において、前記貫通開口から離れるほど前記側面との離間距離が小さくなる
   請求項２に記載のインダクタ。
5. 前記側板部は、前記貫通開口よりも前記底面側において、前記側面と離間して配置されている
   請求項１に記載のインダクタ。
6. 前記電極部材は、
   前記側板部と前記側面との間に配置され、前記側板部に重なる重畳部と、
   前記貫通開口よりも前記天面側において前記側板部及び前記重畳部に接続された接続部と、を有し、
   前記重畳部は、前記貫通開口と重なる重畳貫通開口を有する
   請求項５に記載のインダクタ。
7. 前記側板部は、前記貫通開口よりも前記底面側において、前記貫通開口から離れるほど前記側面との離間距離が小さくなる
   請求項５に記載のインダクタ。
8. 前記引き出し部の前記側面から最遠の端部は、前記筒部の前記側面から最遠の端部よりも、前記側面に近い
   請求項１～７のいずれか１項に記載のインダクタ。

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