JP3230401U - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【課題】高い直流重畳特性を有して、コンパクトに形成されたコイル部品を提供する。【解決手段】コイル部品１は、コイル部２ａ及び複数の端子部２ｂを有する板片状の導電材２と、導電材２を上下に挟み込むように、上下に分割された磁性体であるコア３と、を備えて、下側に実装面４を有する。コア３は、その高さが奥行き及び幅より短い長さで形成されており、分割された上側コア３ｂと下側コア３ａとで構成されている。上側コア３ｂと下側コア３ａの少なくともいずれか一方には、板厚方向に突出して磁心となる突起部３ｃが形成されている。導電材２は、突起部３ｃの周囲に装着されている。【選択図】図１

Description

本考案は、コイル部品に関する。

コイル部品は、インダクタンス値の向上が図られており、例えば、特許文献１には、第１のコアと、第１のコアよりも長尺方向に長く形成された第２のコアと、第１のコアに巻回されたコイル（同文献には、巻線と記載。）を備えるものが開示されている。
特に、特許文献１のコイル部品は、その高さが奥行き及び幅よりも小さく、コイル部品の肉厚方向に対して直交する方向に第１のコアが延在している。

特開２００８−２７７４１９号公報

大電流をインダクタに流したときに、より高い直流重畳特性を得るため（インダクタンスの低下を抑制するため）にはコアの実効断面積を大きくすることが望まれていた。
この場合に、特許文献１の構成では、コイルが巻回された第１のコアの実効断面積を大きくするためには、第１のコアの高さを大きくしなくてはならず、これに伴いコイル部品全体の高さ寸法が大きくなってしまっていた。このため、特許文献１に記載のコイル部品は、その高さに関して、配線基板に実装したときのスペース確保の都合上、改善の余地があった。

本考案は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高い直流重畳特性を有して、コンパクトに形成されたコイル部品を提供するものである。

本考案に係るコイル部品は、
コイル部及び複数の端子部を有する板片状の導電材と、
前記導電材を上下に挟み込むように、上下に分割された磁性体であるコアと、を備えて、下側に実装面を有するコイル部品であって、
前記コアは、その高さが奥行き及び幅より短い長さで形成されており、分割された上側コアと下側コアとで構成されており、
前記上側コアと前記下側コアの少なくともいずれか一方には、板厚方向に突出して磁心となる突起部が形成されており、
前記導電材は、前記突起部の周囲に装着されていることを特徴とする。

本考案によれば、高さが奥行き及び幅よりも短い長さで形成されたコアにおいて、板厚方向に突出する突起部の板厚方向に直交する面積を広くとることができ、コア（コイル部品）の高さを変更することなく、高い直流重畳特性を得ることができる。

第１実施形態に係るコイル部品を示す図であり、上側コアを透過して下側コア及び導電材を示す斜視図である。 コイル部品の分解斜視図である。 コイル部品の正面図、背面図、左側面図及び右側面図である。 コイル部品の平面図である。 コイル部品の底面図である。 コイル部品の直流重畳特性を示す図である。 第２実施形態に係るコイル部品の分解斜視図である。 コイル部品の正面図及び左側面図である。 コイル部品の背面図及び右側面図である。

以下、本考案の実施形態に係るコイル部品１、１０について説明する。
なお、本実施形態で用いる図面は、本考案のコイル部品の構成、形状、配置を例示するものであり、本考案を限定するものではない。
また、図面は、コイル部品１、１０の長さ、幅、高さといった寸法比を必ずしも正確に表すものではない。また、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

なお、以下の説明では、コイル部品１、１０を不図示の配線基板に実装する方向を下方として説明する。また、コイル部品１、１０の各部の位置関係は、特に断りが無い限り、コイル部品１、１０の各部が相互に組み付けられてコイル部品１、１０が作製された状態での位置関係を説明したものである。
ただし、コイル部品１、１０の製造時や使用時における各部の位置関係（特に上下の位置関係）は、本明細書で説明する位置関係に限らない。

＜第１実施形態＞
［概要］
まず、図１及び図２を主に参照して、第１実施形態に係るコイル部品１の概要について説明する。
図１は、第１実施形態に係るコイル部品１を示す図であり、上側コア３ｂを透過して下側コア３ａ及び導電材２を示す斜視図、図２は、コイル部品１の分解斜視図である。

本実施形態に係るコイル部品１は、コイル部２ａ及び複数の端子部２ｂを有する板片状の導電材２と、導電材２を上下に挟み込むように、上下に分割された磁性体であるコア３と、を備えて、下側に実装面４を有する。
コア３は、その高さが奥行き及び幅より短い長さで形成されており、分割された上側コア３ｂと下側コア３ａとで構成されている。
上側コア３ｂと下側コア３ａの少なくともいずれか一方には、板厚方向に突出して磁心となる突起部３ｃが形成されている。
導電材２は、突起部３ｃの周囲に装着されている。

なお、板片状の導電材２を構成するコイル部２ａは、軸線方向視において、３６０度未満の長さの円弧で形成されたものである。また、板状の導電材２は、１枚に限らず、第２実施形態において後述するように複数設けられていてもよい。
また、突起部３ｃは、周囲に装着される導電材２に電流が流れることによって生じる磁束を通すことができればよい。
つまり、突起部３ｃは、本実施形態においては下側コア３ａに設けられているが、上側コア３ｂに設けられていても、両方に設けられていてもよい。

上記構成によれば、高さが奥行き及び幅よりも短い長さで形成されたコア３において、板厚方向に突出する突起部３ｃにおいて板厚方向に直交する面積を広くとることができる。このため、コア３（コイル部品１）の高さを変更することなく、高い直流重畳特性を得ることができる。
つまり、板片状の導電材２が下側コア３ａの突起部３ｃ周囲に装着されていることで、磁路としては突起部３ｃを貫通して、実効断面積は、突起部３ｃの断面積となるため、実効断面積を広くするため、コイル部品１の高さを高くする必要がなくなる。

［各部の構成］
次に、コイル部品１の各部の構成について、図１及び図２に加え、図３から図５を主に参照して説明する。
図１は、第１実施形態に係るコイル部品を示す図であり、上側コアを透過して下側コア及び導電材を示す斜視図である。
図２は、コイル部品１の分解斜視図、図３は、コイル部品１の正面図、背面図、左側面図及び右側面図、図４は、コイル部品１の平面図、図５は、コイル部品１の底面図である。

〔コア〕
本実施形態に係るコア３は、上記のように、上下に分割された磁性体であり、その高さが奥行き及び幅より短い長さで形成され、全体として偏平状（高さの低い略直方体状）に形成されている。換言すると、コア３の外径形状は、平面視において矩形状に形成されている。
上記構成によれば、４つの端子部２ｂをコア３（下側コア３ａ）の側面に好適に沿わせて配置することができる。特に、コア３の外径形状が、平面視において矩形状であり、導電材２の外形形状が略八角形状であることで、コア３の四隅に隅部３ｄを設けることができ、コア３の磁路を形成することができる。
なお、コア３の平面視における外径形状は、矩形状に限定されず、６角形状その他の多角形状又は円形状であってもよい。そして、その形状に合わせて、隅部３ｄを形成できるように導電材２の外形形状を定め、磁路を形成できるようにすればよい。

また、コア３は、分割された上側コア３ｂと下側コア３ａとで構成されている。上側コア３ｂ及び下側コア３ａは、相互に積み重ねて組み付けることにより構成されて、漏れ磁束を抑制するためのコイル部２ａ全体を囲むように構成されている。
上側コア３ｂ及び下側コア３ａのそれぞれは、例えば左右対称な形状に形成されており、それぞれの上面及び下面は、水平に延在している。
つまり、下側コア３ａにおける後述する隅部３ｄの上面３ｇ、突起部３ｃの上面３ｆ、及び突起部３ｃと隅部３ｄとの間の上面、及び下面は水平に延在している。
下側コア３ａ及び上側コア３ｂの各々は、例えば、フェライト等の磁性材料によって焼成されており、高透磁率を持ちながら、磁束が通りやすい性質をもつ。

下側コア３ａの幅寸法は、上側コア３ｂの幅寸法と等しいことが好ましく、下側コア３ａの奥行き寸法は、上側コア３ｂの奥行き寸法と等しいことが好ましい。
本実施形態の場合、下側コア３ａの高さ寸法は、上側コア３ｂの高さ寸法よりも大きい。
下側コア３ａの外周面（後述する隅部３ｄの外面）と、上側コア３ｂの外周面とは、互いに同一平面上に配置されている。
また、下側コア３ａに装着された導電材２の外周面（端子部２ｂの外周面）と、上側コア３ｂの外周面とは、互いに同一平面上に配置されている。

コア３（下側コア３ａ）は、板厚方向に突出する突起部３ｃと、導電材２が装着される周囲部と、当該周囲部の四隅に形成され、後述する導電材２（のコイル部２ａ）よりも径方向外側に配置された複数の隅部３ｄと、を備える。周囲部は、突起部３ｃよりも低い高さで形成されており、本実施形態に係る下側コア３ａの突起部３ｃは、複数の隅部３ｄと同じ高さで形成されている。
このような構成によれば、平板状の上側コア３ｂを下側コア３ａに載せて接着させる際に、上側コア３ｂと突起部３ｃ及び隅部３ｄとの間でギャップが生じない。このため、上側コア３ｂと突起部３ｃ及び隅部３ｄとによって、導電材２を好適に保持することができる。
なお、突起部３ｃは、隅部３ｄよりも低い高さ（導電材２の肉厚よりも短い高低差）で形成されていてもよい。

なお、このような構成に限定されず、下側コア３ａと上側コア３ｂの接着部分にギャップが生じなければよい。例えば、下側コア３ａの突起部３ｃが隅部３ｄよりも高い位置にある場合には、上側コア３ｂにおける突起部３ｃに対向する部位の高さに対して、隅部３ｄに対向する部位の高さが、突起部３ｃと隅部３ｄの高さの差分だけ低ければよい。

本実施形態に係る突起部３ｃは、円柱状に形成されており、周囲部は、隅部３ｄに交差する部分が切り欠かれた略八角柱状に形成されており、隅部３ｄは、略三角柱状に形成されている。
具体的には、周囲部の側面３ｅと周囲部の上面及び下面のそれぞれとは傾斜した斜面３ｋで接続されていることで、周囲部の上下の縁はＣ面取り状に形成されている。このように形成されていることで、下側コア３ａに導電材２が装着されたときに周囲部の上下の縁が導電材２に干渉しない構成となっている。
なお、周囲部の上下の縁は、装着された導電材２に干渉されない構成であればよく、Ｃ面取り状の他、階段状に形成されたものであったり、Ｒ面取り状に形成されたものであったりしてもよい。

隅部３ｄは、軸心（突起部３ｃの中心軸）側に向いた内向面３ｈと、装着された導電材２の後述する端子部２ｂに対向する対向面３ｉと、外周面として露出する周面３ｊと、を備える。
隅部３ｄにおける、軸心（突起部３ｃ）側にある内向面３ｈは、軸心を中心とする接線方向に延在し、周囲部から鉛直に切り立った平面である。対向面３ｉは、対向面３ｉの逆側にある周面３ｊの平面と平行に形成され、鉛直方向に延在している。周面３ｊはＲ面取りを有して略Ｌ字状に形成されて、鉛直に延在している。平面視において、対向面３ｉの長さは、後述する導電材２のコイル部２ａからの端子部２ｂの径方向外側への突出長さと等しい（略等しいを含む）長さで形成されており、内向面３ｈの長さ、及び略Ｌ字状の周面３ｊの一平面の長さよりも十分に短く形成されている。

板厚方向に直交する断面において、複数の隅部３ｄの合計断面積は、突起部３ｃの断面積と等しくなるように設計されている。
なお、「等しい」には、突起部３ｃの断面積を基準として１０パーセント程度の差異を有する「略等しい」を含むものとする。
上記構成によれば、コア３によって画定されるループする磁路を、効率的に形成することができる。

突起部３ｃと複数の隅部３ｄの上面３ｇは、導電材２の上面２ｆよりも高い位置に配置されている。
なお、後述する導電材２は、上下方向に振れないように、下側コア３ａに接着剤若しくは粘着テープ又はこれらの組み合わせ等によって接合されている。
上記構成によれば、下側コア３ａと上側コア３ｂの間に導電材２を好適に収容することができ、かつ上側コア３ｂとの間に隙間ができ、導電材２の放熱性を高めることができる。

〔導電材〕
導電材２は、板片状の銅板等の金属材料によって形成され、打抜、屈曲加工が施されて形成されている。導電材２は、コイル部２ａ及び複数の端子部２ｂを有する。導電材２は例えば、その全体が均一な肉厚に形成されている。例えば、導電材２は、厚さ約０．５ｍｍで形成されている。
コイル部２ａは、コア３の突起部３ｃの周囲に装着されており、コイル部２ａの内周面２ｇは、コイル部２ａの板幅を略一定とするため、平面視において、コイル部２ａの外周面における（端子部２ｂ及びスリット２ｃを除いた）形状である略八角形状に合わせて、略八角形状に形成されている。

しかしながら、このような形状に限定されず、内周面２ｇは、他の多角形状、又は円形状に形成されていてもよい。
また、導電材２は、別材で形成された端子部２ｂとコイル部２ａとを接合するようにして、複数の部材によって形成されていてもよい。
複数の端子部２ｂは、下側コア３ａの少なくとも四つの側面３ｅに沿って配置されている。
上記構成によれば、端子部２ｂが少なくとも四つの側面３ｅに沿って配置されていることで、四箇所で放熱することができ、放熱効果を高めることができる。

また、端子部２ｂを下側コア３ａの側面３ｅに沿わせて（換言すると、板厚方向に延在させて）配置することで、コア３の実効断面積に関わらず端子部２ｂの面積を大きくとることが可能になり、コイル部品１の直流抵抗を下げることができる。
なお、放熱効果を十分有するのであれば、端子部２ｂは、二つのみ設けられて、下側コア３ａの二つの側面３ｅのみに沿って配置されているようにしてもよい。
また、例えば、複数の端子部２ｂの一対を選択的に使用するようにしてもよい。例えば、平面視において軸線を中心としてスリット２ｃを跨いで配設された２７０度位置の組み合わせと、１８０度位置にある端子部２ｂの組み合わせとを選択的に使用するようにしてもよい。このようにすれば、使用環境に応じて、コイル部品１のインダクタンスを選択することができる。

コイル部２ａの外周形状は、少なくとも一部に直線部分２ｄを有して形成されている。
端子部２ｂは、コイル部２ａの直線部分２ｄに連続しており、下側コア３ａの少なくとも四つの側面３ｅに沿うように、コイル部２ａから屈曲して（９０度折り曲げられて）形成されている。

上記構成によれば、端子部２ｂがコイル部２ａの外周形状の直線部分２ｄに連続して形成されていることで、コイル部２ａから屈曲させて（プレス加工を施すことによって）、下側コア３ａの側面３ｅに沿わせることができ、容易に加工することができる。
なお、端子部２ｂは、プレス加工によって形成されるものに限定されず、コイル部２ａに溶接や半田によって接続されていてもよい。

図２に示すように、導電材２の外周形状は、下側コア３ａの隅部３ｄ（の内向面３ｈ）に対向する部位に直線部分２ｅを有する。
上記構成によれば、導電材２の外周形状のうち、隅部３ｄに対向する部位が円弧状に形成されているものと比較して、隅部３ｄ側への導電材２の張り出しを抑制できる。このため、隅部３ｄの面積を確保できることで、磁路を形成する突起部３ｃの断面積と隅部３ｄの断面積を近づけることができ、無駄なく磁路を形成することができる。

また、導電材２の直線部分２ｅと隅部３ｄとの隙間を小さいことで、導電材２を下側コア３ａに装着する際に、隅部３ｄによって導電材２の位置決めをすることができる。
なお、隅部３ｄへの導電材２の張り出しを抑制する観点から、導電材２の外周形状は、隅部３ｄに対向する部位が周囲よりも軸心側に窪んで形成されていてもよい。

導電材２は、隅部３ｄの一つに向かう方向に延在するスリット２ｃを有し、平面視において、スリット２ｃによって離間した部位を有することでＣ字状に形成されている。
端子部２ｂの少なくとも２つは、下側コア３ａのうちスリット２ｃが延在する先にある隅部３ｄの両隣にある２つの側面３ｅに沿って配置されている。

なお、本実施形態に係る導電材２は、平面視において、直線部分の組み合わせによって「Ｃ字状」に形成されているが、少なくとも一部に直線部分を含んで形成された角張ったＣ字状の他、円弧状に形成されたＣ字状で形成されていてもよい。
上記構成によれば、スリット２ｃが延在する先にある隅部３ｄの両隣にある側面３ｅに沿って設けられた２つの端子部２ｂを電流が流れることによって、突起部３ｃを通る磁束を多く生じさせることができ、インダクタンスを高めることができる。

図２に示すように、コイル部品１は、示標部５を備える。示標部５は、複数の端子部２ｂのうち、外部の端子（不図示のランド）と電気的に接続する対象である端子部２ｂを示す。
本実施形態において、示標部５は、外部の端子と電気的に接続する対象である端子部２ｂの場所を矢印で指し示すものであり、外部の端子と接続せずに、放熱のためにのみ用いる他の端子部２ｂについては、これを指し示す示標部５を設けていない。

このような構成によれば、使用者が誤って、放熱用の端子部２ｂに外部の端子に接続することを防ぐことができ、コイル部品１のインダクタンスが低下することを防止できる。
なお、示標部５としては、矢印の他、数字のみを示すもので、外部の端子との接続するもの数字で示された端子部２ｂとの関係性を、別個に用意された書類によって説明するものであってもよい。

本実施形態に係るコイル部品１においては、幅及び奥行きが１１ｍｍ角の面積で、高さは約５ｍｍであり、図６に示すように、インダクタンスが初期値の２５％低下する直流重畳電流は、４８Ａとなっている。なお、図６は、コイル部品１の直流重畳特性を示す図である。このように、コイル部品１においては好適な直流重畳特性が得られている。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るコイル部品１０について、図７から図９を主に参照して説明する。
図７は、第２実施形態に係るコイル部品１０の分解斜視図、図８は、コイル部品１０の正面図及び左側面図、図９は、コイル部品１０の背面図及び右側面図である。
なお、コイル部品１０の平面図は、コイル部品１の平面図（図４参照）と等しく、コイル部品１０の底面図は、コイル部品１の底面図（図５参照）と等しいため、これらの図を省略する。

本実施形態に係るコイル部品１０を構成する導電材は複数（２つ）設けられている（導電材１２、２２）。
コイル部品１０は、複数の導電材１２、２２の間に設けられた絶縁性のセパレータ１５を備える。
複数の導電材１２、２２は、突起部３ｃを取り囲むように、突起部の突出方向に並んで配置されている。

具体的には、セパレータ１５は、肉薄の平板リング状に形成されており、その内径は、突起部３ｃの外径よりも長く、その外径は、端子部２ｂの軸心からの距離よりも短い。なお、セパレータ１５は、より薄い絶縁テープであってもよい。
また、上側にある導電材２２の端子部２ｂは、下側にある導電材１２の端子部２ｂの長さと比較して、セパレータ１５の厚みに導電材１２の厚みを加えた分、長く形成されている。
このように形成されていることで、導電材２２の端子部２ｂと導電材１２の端子部２ｂの下面は同じ高さとなるように形成され、配線基板への電気的及び物理的な接続が好適になされるものとなっている。

上記構成に係るコイル部品１０においては、導電材１２と導電材２２との間にセパレータ１５が設けられて電気的に絶縁される一方で、導電材１２と導電材２２は同磁路上で磁気的に結合している。したがって、コイル部品１０はトランス又は、コモンモードチョークコイル又は結合インダクタ等の用途に使用できる。
なお、導電材の数は、２枚に限定されず、更に複数設けられていてもよい。この場合、各導電材の間にセパレータ１５を設けるようにすればよく、中間部分にある導電材に端子部２ｂを設けるか否かは任意である。

そして、２つの導電材１２、２２に形成されたスリット１２ｃ、２２ｃは、平面視において１８０度対向位置（コイル部品１０の軸線を中心として逆側の位置）に配置されている。

上記構成によれば、スリット１２ｃ、２２ｃの両隣の側面に配置される導電材１２、２２それぞれの端子部２ｂを、１８０度対向する両側に配置することができ、端子部２ｂ同士が干渉することを抑制することができる。

以上、図面を参照して各実施形態を説明したが、これらは本考案の例示であり、本考案の目的が達成される限りにおける種々の変形、改良等の態様も含む。

例えば、コア３が、フェライト系の磁性材によって構成されている例を説明したが、本考案はこの例に限らず、コア３は、他の金属磁性材料によって構成されていてもよい。

１ コイル部品
２ 導電材
２ａ コイル部
２ｂ 端子部
２ｃ スリット
２ｄ 直線部分
２ｅ 直線部分
２ｆ 上面
２ｇ 内周面
３ コア
３ａ 下側コア
３ｂ 上側コア
３ｃ 突起部
３ｄ 隅部
３ｅ 側面
３ｆ 上面
３ｇ 上面
３ｈ 内向面
３ｉ 対向面
３ｊ 周面
３ｋ 斜面
４ 実装面
５ 示標部
１０ コイル部品
１２ 導電材
１２ｃ スリット
１５ セパレータ
２２ 導電材
２２ｃ スリット

Claims (12)

1. コイル部及び複数の端子部を有する板片状の導電材と、
   前記導電材を上下に挟み込むように、上下に分割された磁性体であるコアと、を備えて、下側に実装面を有するコイル部品であって、
   前記コアは、その高さが奥行き及び幅より短い長さで形成されており、分割された上側コアと下側コアとで構成されており、
   前記上側コアと前記下側コアの少なくともいずれか一方には、板厚方向に突出して磁心となる突起部が形成されており、
   前記導電材は、前記突起部の周囲に装着されていることを特徴とするコイル部品。
2. 前記複数の端子部は前記下側コアの少なくとも四つの側面に沿って配置されている請求項１に記載のコイル部品。
3. 前記コイル部の外周形状は、少なくとも一部に直線部分を有して形成されており、
   前記端子部は、前記コイル部の前記直線部分に連続しており、前記下側コアの少なくとも四つの側面に沿うように、前記コイル部から屈曲して形成されている請求項１又は２に記載のコイル部品。
4. 前記コアは、前記導電材よりも径方向外側に配置された複数の隅部を有し、
   前記導電材の外周形状は、前記隅部に対向する部位に直線部分を有する請求項１から３のいずれか一項に記載のコイル部品。
5. 前記コアは、前記導電材よりも径方向外側に配置された複数の隅部を有し、
   前記板厚方向に直交する断面において、前記複数の隅部の合計断面積は、前記突起部の断面積と等しい請求項１から４のいずれか一項に記載のコイル部品。
6. 前記コアは、前記導電材よりも径方向外側に配置された複数の隅部を有し、
   前記導電材は、前記隅部の一つに向かう方向に延在するスリットを有し、平面視において、前記スリットによって離間した部位を有することでＣ字状に形成されており、
   前記端子部の少なくとも２つは、前記下側コアのうち前記スリットが延在する先にある前記隅部の両隣にある２つの側面に沿って配置されている請求項１から５のいずれか一項に記載のコイル部品。
7. 前記コアは、前記導電材よりも径方向外側に配置された複数の隅部を有し、
   前記突起部と前記複数の隅部とは、同じ高さで形成されている請求項１から６のいずれか一項に記載のコイル部品。
8. 前記コアは、前記導電材よりも径方向外側に配置された複数の隅部を有し、
   前記突起部と前記複数の隅部の上面は、前記導電材の上面よりも高い位置に配置されている請求項１から７のいずれか一項に記載のコイル部品。
9. 前記コアの外径形状は、平面視において矩形状に形成されている請求項１から８のいずれか一項に記載のコイル部品。
10. 前記導電材は複数設けられており、
    前記複数の導電材の間に設けられた絶縁性のセパレータを更に備え、
    前記複数の導電材は、前記突起部を取り囲むように、前記突起部の突出方向に並んで配置されている請求項１から９のいずれか一項に記載のコイル部品。
11. 前記導電材は２つ設けられており、
    ２つの前記導電材に形成されたスリットは、平面視において１８０度対向位置に配置されている請求項１０に記載のコイル部品。
12. 示標部を更に備え、
    前記示標部は、前記複数の端子部のうち、外部の端子と電気的に接続する対象である前記端子部を示す請求項１から１１のいずれか一項に記載のコイル部品。

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