JP4436794B2 - プレート部材、このプレート部材を用いた磁性素子および磁性素子の製造方法 - Google Patents

プレート部材、このプレート部材を用いた磁性素子および磁性素子の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、例えばコンピュータの電源部等、各種電気製品に用いられる磁性素子に係り、該磁性素子の形成のためのプレート部材、このプレート部材を用いた磁性素子および磁性素子の製造方法に関する。
インダクタ等の磁気素子の中には、磁性粉末と樹脂等を混合したペーストを加圧成形し、その後熱硬化することにより形成するものが存在する。かかるタイプの磁性素子は、上型および下型を付き合わせることにより形成される空洞部（キャビティ）と同様の形状に形成される。このタイプの磁性素子の例としては、特許文献１に開示されているものがある。
この特許文献１に開示の技術によれば、磁性素子を製造するために、まず、強硬度部と弱強度部を具備するペーストが形成される。強硬度部は、ペーストの背面部に設けられると共に、弱強度部は、該背面部に隣接する状態で、上面側に設けられている。この弱硬度部には、中脚部および外脚部が存在している。そして、金型の内部にペーストを設置し、該ペーストの加圧成型によって、中脚部および外脚部が崩され、磁性素子の外装部が構成される。
ここで、上述の特許文献１に開示されている磁性素子の製造方法のうち、巻線の端末を接続する端子に関する記述がないため、その部分について、現状の技術を踏まえて補足する。この端子を形成する場合、金属板に対する型抜きを行って、枠状部と該枠状部から内方側に向かって突出する突出部とを備えるプレート部材を製作する。そして、突出部は、プレート部材に取り付けられた状態で、ペースト（造粒粉）の圧粉を行い、その圧粉後にこの突出部をプレート部材から切断する。このようにすれば、磁性素子の製作過程において、磁性素子に対する端子の保持／位置決めを確実に行うことが可能となる。
特開２００２−２０３７３１（図３、図４、段落番号００２７等参照）
ところで、顧客の要望等により、磁性素子のインダクタンス値を変更する場合が多々ある。この場合、磁性素子のコイルの巻線数を変更すれば良い。しかしながら、上述の特許文献１に開示されている磁性素子においては、コイルの巻線数を変更する場合、該磁性素子を構成する端子を製作するための金型の形状変形も伴う。すなわち、コイルの巻線数を変更する場合、巻線の端末を接続する端子の設置箇所の変更を伴うことがある。その場合、枠状部に対する突出部の位置が変わるため、プレート部材を製作するための金型形状の変更を伴なう。
ここで、特許文献１に開示されている構成のように、コイルを構成する巻線として、丸線を用いる場合には、１巻き当たりのインダクタンス値の変動が小さいため、端子の設置箇所の変更を行わない場合も多い。しかしながら、近年においては、磁性素子の寸法の小型化の要請と共に、大電流対応のために低抵抗化して発熱を抑える手法が採用される場合も多くなっている。これらの要求を満たすために、磁性素子において、平角線を用いると共に、その平角線の巻数が少ない構成を採用する場合が多い。この構成においては、巻数が少ないため、１巻き当たりのインダクタンス値の変動が大きくなる。かかる構成の磁性素子において、インダクタンス値を変更する場合、コイルにおける一対の端末の位置関係が変わることが多く、その場合、端子の設置箇所の変更を伴う。
しかしながら、上述したように、金属板の型抜きにより端子を具備するプレート部材を製作する場合、端子の設置箇所を変更すると、その変更に伴って、型抜きのための金型形状を変更する必要がある。しかしながら、顧客の要望に応じて、その都度、プレート部材を形成する金型形状を変更していたのでは、磁性素子の製作コストが高くなってしまう、という問題がある。
本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、巻数を変更する場合でも、その変更に応じて金属板の型抜き用の金型の変更の必要がないプレート部材、このプレート部材を用いた磁性素子および磁性素子の製造方法を提供しよう、とするものである。
上記課題を解決するために、本発明のプレート部材は、一方の端部および他方の端部の両方を連結する状態で設けられているフレーム部と、フレーム部のうち、一方の端部および他方の端部からそれぞれ近接する側に向かい突出すると共に、磁性素子の製造時には、切断および折り曲げによって基板への実装部位となる基板接合部が形成される実装端子部と、実装端子部よりも一方側の端部および他方側の端部からそれぞれ近接する側に向かって突出すると共に、コイルの端末の接合位置を選択可能であり、その選択に応じて該コイルの巻数を調整する巻数調整手段とを具備し、コイルは平角線から構成されると共に、巻数調整手段は３つ以上の内挿端子部を有し、該３つ以上の内挿端子部の任意の２つの内挿端子部が選択されると共に、該選択された２つの内挿端子部は他の内挿端子部に対して、フレーム部の平板部分の法線方向において異なる位置に設けられているものである。
このように構成した場合には、フレーム部の一方の端部および他方の端部から、互いに近接する方向に向かい、実装端子部が突出している。ここで、実装端子部は、磁性素子を製造するに際して、切断および折り曲げることによって形成される、基板接合部を有している。そのため、磁性素子が実装される基板に対しては、この基板接合部を介して接合される。さらに、それぞれの実装端子部からは、互いに近接する方向に向かって巻数調整手段が突出している。そして、この巻数調整手段において、コイルの端末の接合位置を選択すれば、コイルの巻数を種々調整可能となっている。
そのため、コイルの巻数に応じて、コイルの端末の接合位置に応じて種々の形状のプレート部材を製作しなくても済む。それにより、プレート部材の形状に対応した、プレス用の金型を製作せずに済み、金型製作のためのコストを低減可能となる。また、本発明のプレート部材を用いることにより、コイルの巻数も容易に変更可能となり、磁性素子の特性の変更も簡単に行うことが可能となる。
また、高さ方向における位置の異なる、コイルの一方側の端末と他方側の端末とを、法線方向において異なる位置の内挿端子部に対し容易に接続させることが可能となる。
また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、それぞれの実装端子部には内挿端子部よりも幅広の幅広部が連続して設けられていると共に、それぞれの該幅広部は面一に位置するように形成されるものである。
このように構成した場合には、内挿端子部よりも幅広の２つの幅広部は、面一に位置する構成となる。
さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、内挿端子部のうち、コイルの端末に対する接合側の外観は略三角形状に形成されているものである。
また、他の発明の磁性素子は、磁性材料と熱硬化性樹脂から構成されると共に、上述のプレート部材のうち巻数調整手段を内包するコアと、コアに内包されると共に、端末が巻数調整手段に接合され、かつ平角線から構成されるコイルと、を具備すると共に、実装端子部は、フレーム部に対して切断されることにより形成され、かつコアの端面に沿うと共にこの端面から該コアのうち基板への実装部位に亘って設けられていて、巻数調整手段は、複数の内挿端子部を具備すると共に、該複数の内挿端子部のうち、いずれかの該内挿端子部を選択することにより、該巻数調整手段は、コイルの巻数の調整を行うことを可能としているものである。
このように構成した場合には、コイルの巻数に対応する端末と、巻数調整手段が具備する複数の端末接合部のうち、該端末に対応する位置関係にある端末接合部とが接合される。そして、巻数調整手段は、コアの内部に内方される。このようにすれば、コイルの巻数に応じて、コイルの端末の接合位置に応じて種々の形状のプレート部材を製作しなくても済む。それにより、プレート部材の形状に対応した、プレス用の金型を製作せずに済み、金型製作のためのコストを低減可能となる。また、コイルの巻数も容易に変更可能となり、磁性素子の特性の変更も簡単に行うことが可能となる。
さらに、他の発明は、上述の発明に加えて更に、コイルは、平角線から構成されると共に、コイルに存在する２つの端末は、内挿端子部のうち互いに対向する側に、それぞれ接合されるものである。
このように構成した場合には、コイルの端末は、それぞれ互いに対向する側で、それぞれの内挿端子部の互いに対向しない側と重ねられる状態で接合される。このため、内挿端子部が、非対向側に向かって突出しない配置となり、コイルにおける巻数は確保しながらも、磁性素子の薄型化を図ることが可能となる。また、かかる接合方法を採用する場合、磁性素子の高さ寸法が同じであれば、従来の磁性素子と比較して、インダクタンス値を大きくすることが可能となる。同様に、磁性素子の高さ寸法が同じであり、かつコイルの巻数も同じであれば、従来の磁性素子と比較して、巻線の高さ寸法を大きく取ることが可能となる。それにより、巻線の断面積を大きくすることが可能となり、磁性素子のインピーダンスを小さくすることが可能となる。
また、コアの密度が高いほど、上述のインダクタンス値は大きくなるが、上述の接合方法を採用すると共に、磁性素子の高さ寸法およびインダクタンス値が同じで良い場合、従来の磁性素子と比較して、加圧成型時のプレス圧を低下させることが可能となる。それにより、加圧成型が為される金型の寿命を延ばすことが可能となる。加えて、プレス圧を低下させることが可能となるため、圧力によってコアを構成する粒子の周囲に存在する絶縁層が破壊される割合を低減することができる。それによって、磁性素子における絶縁抵抗値を大きくすることが可能となる。
さらに、他の発明の磁性素子の製造方法は、金属の板状部材を型抜きすることにより、フレーム部、実装端子部、および３つ以上の内挿端子部を具備しこの中からコイルの巻数に応じて任意の２つの内挿端子部であって一の内挿端子部は他の内挿端子部に対してフレーム部の平板部分の法線方向において異なる位置に設けられているものを選択することにより端末の接合位置を選択可能とする巻数調整手段、を有するプレート部材を形成する型抜き工程と、内挿端子部に端末が接合されるコイルを、平角線の巻回により形成する巻回工程と、巻回工程により形成された上記コイルを、選択された任意の２つの上記内挿端子部と端末とが接触する状態で設置する設置工程と、端末と内挿端子部とを接合し、両者の位置関係を固定する接合工程と、コイルおよび内挿端子部が、磁性材および熱硬化性樹脂から構成される造粒粉で覆われる状態として加圧すると共に、この加圧により実装端子部が露出する状態となる圧粉体を形成する圧粉工程と、圧粉工程により形成される圧粉体を加熱し、造粒粉の加熱硬化を行う加熱工程と、加熱工程を経た後にフレーム部に対して切断されることにより実装端子部が形成されると共に、切断によって形成された該実装端子部を折り曲げて、外部の基板に接合させる基板接合部を形成する端子形成工程と、を具備するものである。
このように構成した場合には、型抜き工程では、金属の板状部材から、フレーム部、実装端子部、および３つ以上の内挿端子部を備える巻数調整手段が設けられている、プレート部材が形成される。また、型抜き工程では、巻き数調整手段を有するプレート部材が形成される。また、巻回工程では、平角線の巻回により、コイルが形成される。また、設置工程では、巻回されたコイルを、内挿端子部と端末とが接触する状態で設置する。さらに、接合工程では、接触している内挿端子部と端末とを接合し、両者の位置関係を固定する。また、圧粉工程では、接合工程の後に、コイルおよび内挿端子部を造粒粉で覆われる状態として加圧する。そして、加熱工程では、圧粉工程で形成された圧粉体を加熱し、造粒粉の加熱硬化を行う。また、端子形成工程では、加熱工程を経た後に、フレーム部に対して切断されることにより実装端子部が形成され、その実装端子部を折り曲げて、外部の基板に接合させる基板接合部を形成する。
かかる各工程を経て形成される磁性素子は、コイルの巻数、コイルの端末の接合位置等に応じた種々の形状のプレート部材を製作しなくても済む。それにより、プレート部材の形状に対応した、プレス用の金型を製作せずに済み、金型製作のためのコストを低減可能となる。また、コイルの巻数も容易に変更可能となり、磁性素子の特性の変更も簡単に行うことが可能となる。
また、高さ方向における位置の異なる、コイルの一方側の端末と他方側の端末とを、法線方向において異なる位置の内挿端子部に対し容易に接続させることが可能となる。
本発明によると、巻数を変更する場合でも、その変更に応じて、プレート部材を形成するための型抜き用の金型の変更の必要がなくなる。
以下、本発明の一実施の形態に係る、磁性素子１０について、図１から図１０に基づいて説明する。図１は、磁性素子１０の全体構成を示す斜視図である。また、図２は、磁性素子１０を上方（上面２１ａ）から見た状態を示す平面図である。また、図３は、磁性素子１０を底面（下面２１ｃ）から見た状態を示す底面図である。さらに、図４は、磁性素子１０を正面から見た状態を示す正面図である。さらに、図５は、磁性素子１０の構成を示す側断面図であり、図３におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
なお、以下の説明においては、上側とは、磁性素子１０のうち、後述する下面２１ｃから離間する上面２１ａ側を指し、下側とは、後述する端子用凹部２２が設けられている側を指す。また、高さ方向とは、磁性素子１０における上面２１ａと下面２１ｃとを結んだ、上下方向を指す。
本実施の形態における磁性素子１０は、図５等に示すように、コア２０と、コイル３０と、端子４０と、を具備している。このうち、コア２０は、軟磁性材から構成されている。かかる軟磁性材の例としては、鉄系材質、Ｍｎ−Ｚｎ系のフェライトが挙げられるが、その他に、コア２０の材質としては、Ｎｉ−Ｚｎ系のフェライト、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ；鉄−シリコン−アルミニウム）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ等、種々の磁性材料を材質とすることが可能である。なお、本実施の形態では、コア２０は、これら磁性材料とエポキシ樹脂等の樹脂材料とが混合された造粒粉を材質としている。
また、図１〜図４に示すように、コア２０は、その外観を略直方体形状としている。詳しくは、略直方体形状のコアを構成するコア２０の６つの外面２１のうち、実装基板（不図示）と直接対向する外面（図１において、上方に位置している外面；以下の説明においては、上面２１ａとする。）、およびそれとは平行をなす下面２１ｃは、６つの外面２１の中で最も大面積に設けられている。なお、以下の説明においては、６つの外面２１には、上面２１ａおよび下面２１ｃの他に、一対の端子４０がそれぞれ延出する端面２１ｂ，２１ｄ、これらの端面２１ｂ，２１ｄや上面２１ａ、下面２１ｃと垂直を為す側面２１ｅ，２１ｆがある。これら複数の外面２１に関して説明する場合、これら上面２１ａ、下面２１ｃ、端面２１ｂ，２１ｄ、側面２１ｅ，２１ｆ等は、それぞれ外面２１ａ〜２１ｆとしても、説明される。
また、コア２０の下面２１ｃには、端子用凹部２２が設けられている。端子用凹部２２は、下面２１ｃのうち、端面２１ｂ，２１ｄに近接する部分を、該下面２１ｃの幅方向の略中央部分から幅方向外方に向かって窪ませた部分である。この場合、端子用凹部２２は、それぞれ近接する端面２１ｂ，２１ｄに向かい、下面２１ｃを突っ切る状態で設けられている。そのため、後述する実装端子部４４が、この端子用凹部２２に入り込むことを可能としている。
また、図５に示すように、コア２０の内部には、後述するコイル３０が設けられる。そして、このコイル３０の周囲を、コア２０を構成する軟磁性材が囲んでいる。そのため、本実施の形態におけるコア２０では、コイル３０の中心部分に位置する挿通孔にも、軟磁性材が入り込む構成となっている。なお、コア２０の内部には、コイル３０の他に、後述する端子４０の一部分も入り込んでいる。端子４０は、端面２１ｂ，２１ｄからコイル３０の端末３２に向けて延伸している。そして、コア２０の内部において、コイル３０の端末３２と端子４０（端末接合部４２）とが、例えばレーザ溶接、抵抗溶接等の手法により接合されている。
また、図６および図７に示すように、コア２０の内部に配置されるコイル３０は、平角線３１の巻回により構成されている。平角線３１は、その断面が略扁平状の線材であり、例えば銅材の周囲を絶縁被膜で被覆することにより形成されている。このコイル３０は、平角線３１を所定の巻数だけ巻回することにより構成されている。なお、コイル３０の巻数としては、略３．５回とするものが挙げられる。後述するように、本実施の形態では、コイル３０の巻数は、この３．５回を中心として、所定の範囲だけ変更可能となっている。
なお、コイル３０の巻数としては、略３．５回を中心とする場合には限られず、種々変更可能となっている。
また、コイル３０の端末３２が接続される端子４０は、その一方側と他方側とで、構成が若干異なっている。それらのうち、一方側の端子４０ａは、図５に示すように、端末３２との間で接合される端末接合部４２を有する内挿端子部４１と、この内挿端子部４１に連続している幅広部４３と、幅広部４３に連続していると共に、実装基板に実装される実装部位を具備する実装端子部４４と、を有している。また、他方側の端子４０ｂは、これらに加えて、内挿端子部４１と幅広部４３との両方に連続している下方延伸部４５（延伸部に対応）を有している。
これらのうち、内挿端子部４１は、巻数調整手段に対応するものであり、端面２１ｂ，２１ｄからコア２０の内方側に向かって突出している部分である。内挿端子部４１は、幅広部４３側の外観を略矩形としているものの、端末３２に対する接合側の外観を略三角形状としている。この場合、接合側の略三角形状は、いずれかの側面２１ｅ，２１ｆに近い側が、内挿端子部４１のうち略矩形の部分と面一に設けられると共に、該側面２１ｅ，２１ｆから遠い側が、傾斜面となるように設けられている。この内挿端子部４１（端末接合部４２）には、コイル３０の端末３２が重ねられる状態で接合されている。
なお、本実施の形態では、内挿端子部４１（端末接合部４２）と端末３２との間の接合は、主として略三角形状の部分において為されている。また、接合においては、例えばレーザ溶接装置からレーザビームを照射することにより、局所的に温度上昇が発生し、金属の内挿端子部４１（端末接合部４２）が溶融すると共に、端末３２の線材も溶融する。それによって、内挿端子部４１（端末接合部４２）と端末３２とが接合される。また、本実施の形態では、内挿端子部４１と端末３２とは、上方側に位置する端末３２の下面と、上方側に位置する内挿端子部４１の上面とが重ねられる状態で接合されると共に、下方側に位置する端末３２の上面と、下方側に位置する内挿端子部４１の下面とが重ねられる状態で接合される。
また、幅広部４３は、上述の内挿端子部４１よりも幅広に設けられている。この幅広部４３は、端面２１ｂ，２１ｄに差し掛かる部位において折り曲げられる。すなわち、幅広部４３のうち、内挿端子部４１側の部位は、コア２０の内部に位置する状態となっているが、幅広部４３のうち、内挿端子部４１から離間する中途部分からは、コア２０の内部から突出している。そして、幅広部４３は、コア２０の端面２１ｂ，２１ｄから外方に突出し、その部分から下面２１ｃに向かって折り曲げられる。
また、実装端子部４４は、端面２１ｂ，２１ｄにおいて幅広部４３と連続している。この実装端子部４４は、幅広部４３よりも幅狭に設けられている。また、実装端子部４４は、端面２１ｂ，２１ｄのうち、幅方向の略中央部分に配置される。そして、端面２１ｂ，２１ｄの下端まで延伸し、該下端から下面２１ｃに沿って折り曲げられる。
なお、実装端子部４４のうち、上述の端子用凹部２２に沿って折り曲げられ、この端子用凹部２２に位置する部分を、基板接合部４６とする。基板接合部４６は、実装基板に対して、例えば半田等を介して接合される部分である。
続いて、上述の端子４０を形成するための、プレート部材５０について説明する。図８および図９に示すように、プレート部材５０は、その外枠が略長方形状を為すように設けられている。また、プレート部材５０は、その略長方形状のうち、中央部分がくり抜かれた、井形状を為している。なお、以下の説明においては、井形状を為すプレート部材５０の外枠を、フレーム部５１とする。
フレーム部５１のうち、短手方向の略中央部分には、該フレーム部５１の長手方向に沿うように、端子用突出部５２が設けられている。端子用突出部５２は、フレーム部５１から切り取ることにより、端子４０が形成される部分である。なお、この端子用突出部５２は、上述の端子４０を構成する各部分を備えており、これら各部分は、上述の端子４０の各部分と同一の符号を付して説明する。すなわち、端子用突出部５２は、フレーム部５１の長手方向に沿って、プレート部材５０の中央側に向かって延伸する実装端子部４４と、該実装端子部４４よりも中央部側に位置すると共に実装端子部４４よりも幅広に設けられている幅広部４３と、幅広部４３の突出側の端部からさらに長手方向に沿って、プレート部材５０の中央側に向かって延伸する内挿端子部４１と、を有している。
ここで、他方側の内挿端子部４１は、一方側の内挿端子部４１と、高さ位置が異なる状態に設けられている。そのため、他方側の内挿端子部４１には、内挿端子部４１と幅広部４３との両方に連続している、上述の下方延伸部４５が設けられている。この下方延伸部４５は、本実施の形態では、４つの内挿端子部４１のうち、予め１つのみに設けられる構成となっている。この下方延伸部４５と、端末３２がそれぞれ接続される内挿端子部４１とにより、コイル３０を設置するコイル設置部５５が形成される。
ここで、下方延伸部４５は、フレーム部５１の平板部分が存在する平面とは直交する法線方向に延伸している。このため、下方延伸部４５が存在する内挿端子部４１は、他の内挿端子部４１とは、高さ方向（法線方向）において、異なる位置に設けられている。
これらのうち、実装端子部４４は、その中途部分の直線Ｐ（図８参照）に沿って切り取られる部分であり、その切り取りによって実装端子部４４に対応する部分である。また、幅広部４３は、上述の幅広部４３に対応する部分である。
なお、上述のプレート部材５０においては、４つの内挿端子部４１は、プレート部材５０の中心部分から、略９０度の間隔を為す状態で配置されている。また、それぞれの内挿端子部４１は、端末３２の接合に対応する分だけ、互いに離間している。なお、内挿端子部４１は、コイル３０の直径に対応する分だけ、互いに離間した状態に設けられている。また、４つの内挿端子部４１のうち、コイル３０の端末３２と接合が為されない、いずれか２つの内挿端子部４１は、図８における直線Ｑに沿って切り落とすようにしても良い。加えて、切断せずに、プレート部材５０の成形に際して、予め入れ子を入れておいて、該プレート部材５０を成形するようにしても良い。
なお、磁性素子１０が、１μＨ以下のインダクタンス値を有するインダクタの場合、そのインダクタンス値の調整にとって、上述したような内挿端子部４１が略９０度間隔（すなわち、０．２５回転間隔）でインダクタンス値を調整する構成は、非常に有効となっている。
また、プレート部材５０のうち、端子用突出部５２のフレーム部５１に対する付け根部分には、位置決め孔５３が設けられている。位置決め孔５３は、金型にプレート部材５０を設置するに際して、位置決めを行うための孔である。この位置決め孔５３には、金型に設けられている突出部を差し込むことができ、それによって金型に対するプレート部材５０の位置決めが容易かつ正確に行える。
なお、図８に示すように、プレート部材５０においては、位置決め孔５３以外にも、フレーム部５１に切欠部５４が設けられている。そして、この切欠部５４によって、金型に対するプレート部材５０の位置決めを行うようにしても良い。
以上のような構成の磁性素子１０を、プレート部材５０を用いて製造する場合の製造方法について、図１０に基づいて以下に説明する。
まず、磁性素子１０の製造に先立って、プレート部材５０を形成する。この場合、例えばプレス製造装置を用いて、金属製の薄板部材を型抜きし、図８および図９に示す形状のプレート部材５０を形成する（ステップＳ１０；型抜き工程に対応）。この場合、内挿端子部４１は、接合に必要な２つのみならず、接合に不必要な２つも残した状態としておく。しかしながら、プレート部材５０のうち、接合に必要な２つの内挿端子部４１のみを残して、不必要な内挿端子部４１（図８においては、直線Ｑに沿って切り落とされる内挿端子部４１）を切断するようにしても良い。かかる切断を行う場合の一例としては、プレス製造装置の内部に、切断に対応した中子を挿入する。すると、プレス製造装置においては、中子が挿入された分だけ、型抜き（打ち抜き）の部分が拡大され、不必要な内挿端子部４１も切断される状態となる。また、型抜きの段階ではなく、後の工程において、例えばレーザ光等の照射によって切断するようにしても良い。
また、このプレート部材５０の形成とは別に、平角線３１の巻回により、コイル３０を形成する（ステップＳ１１；巻回工程に対応）。なお、このステップＳ１１は、上述のステップＳ１０の前に行うようにしても良い。
次に、コイル３０をプレート部材５０のコイル設置部５５に設置する（ステップＳ１２；設置工程）。この場合、それぞれの端末３２が、一方側の内挿端子部４１と、他方側の内挿端子部４１とに重ねられる状態で設置する。このとき、図５に示すように、それぞれの端末３２のうち、互いに対向する側で、内挿端子部４１と接合される。すなわち、上方側に位置する端末３２の下面と、上方側に位置する内挿端子部４１の上面とが重ねられる状態で接合されると共に、下方側に位置する端末３２の上面と、下方側に位置する内挿端子部４１の下面とが重ねられる状態で接合される。
次に、端末３２と内挿端子部４１との間の接合を行う（ステップＳ１３；接合工程に対応）。この場合、レーザ溶接装置を用いて、端末３２側または内挿端子部４１側からレーザビームを照射する。それにより、レーザビームの照射部分が局所的に温度上昇し、端末３２または内挿端子部４１が局所的に溶融して、これらが互いに接合される。すなわち、端末３２と内挿端子部４１との間で、レーザ溶接が為される。
なお、端末３２と内挿端子部４１との間の溶接は、レーザ溶接には限られず、半田付け等、他の手法を用いて端末３２と内挿端子部４１とを接合しても良い。
かかる溶接実行後、金型の内部に、プレート部材５０とコイル３０とを設置すると共に、所定量の造粒粉を設置し、プレート部材５０およびコイル３０が造粒粉で覆われる状態とする。この場合、金型の縁部に存在する突出部に位置決め孔５３を差し込む等により、プレート部材５０の保持／位置決め固定が為された状態としておく。この状態で、金型の上型と下型とをそれぞれ近接する方向に駆動させ、プレス動作を実行する（ステップＳ１４；圧粉工程に対応）。すると、磁性素子１０の前段階（焼結前の段階）である、圧粉体が形成される。
次に、形成された圧粉体に対して、加熱処理を行う。すなわち、圧粉体を加熱することにより、造粒粉の加熱硬化を行う（ステップＳ１５；加熱工程に対応）。かかる加熱硬化が為された後に、端子用突出部５２の直線Ｐに沿う切断を行う（ステップＳ１６；端子形成工程）。それにより、加熱後の圧粉体が、プレート部材５０から切断された状態となる。
続いて、幅広部４３および実装端子部４４の折り曲げを行う。すなわち、幅広部４３および実装端子部４４が端面に沿うように折り曲げると共に、実装端子部４４のうち先端側が端子用凹部２２に入り込む状態とする。それにより、磁性素子１０が完成する。なお、かかる折り曲げにより、実装端子部４４の基板接合部４６は、端子用凹部２２よりも外方（下方）に向かって突出する状態となる。それにより、磁性端子１０の実装を行い易くなっている。
なお、かかるフローにより製造される磁性素子１０の、巻数とインダクタンス値（Ｌ）との関係の一例を示す。この場合、Ｌ＝ＡＬ×Ｔ２の式（ＡＬ＝μ０ｌＳ）より、平角線３１を３．２５回巻回した場合には、磁性素子１０のインダクタンス値は、４８２（ｎＨ）、平角線３１を３．５回巻回した場合には、磁性素子１０のインダクタンス値は、５６０（ｎＨ）、平角線３１を３．７５回巻回した場合には、磁性素子１０のインダクタンス値は、６４２（ｎＨ）となっている。
このような構成の磁性素子１０によると、コイル３０の巻数に応じて、種々の形状のプレート部材５０を製作しなくても済む。すなわち、コイル３０の端末３２の位置関係が変更されても、その変更に対応させて、該端末３２を接合させる内挿端子部４１を選択することができる。そのため、プレート部材５０の形状変更に対応させ、その変更の都度、型抜き（プレス）用の金型を新たに製作せずに済み、金型製作のためのコストを低減可能となる。
また、内挿端子部４１を適宜選択すれば、巻数の変更を簡単に行えるため、磁性素子１０の特性の変更も、簡単に行うことが可能となる。そのため、特性の異なる種々の磁性素子１０を低コストにて製造することが可能となる。特に、本実施の形態のように、プレート部材５０を平面視した場合、４つの内挿端子部４１は、プレート部材５０の中心部分から、略９０度の間隔を為す状態で配置されている。このため、コイル３０は、０．２５ターンずつ巻数を調整することが可能となり、インダクタンス値（Ｌ）を細かく調整することが可能となる。
さらに、本実施の形態では、コイル３０は平角線３１から形成されている。そのため、内挿端子部４１とコイル３０の端末３２とは面接触し、レーザ溶接等による両者の接合が容易となる。そのため、磁性素子１０の生産性をより向上させることが可能となる。また、本実施の形態では、プレート部材５０に内挿端子部４１が取り付けられた状態で、金型の内部に造粒粉を入れ、プレス成形（圧粉成形）を行っている。このため、プレート部材５０から端子４０が切り取られた状態で配置する場合と比較して、磁性素子１０における端子４０の位置決めを正確に行うことができる。
特に、上述したような、位置決め孔５３および切欠部５４を使用すれば、金型に対するプレート部材５０の位置決め保持を、一層確実に行える。そのため、コア２０に対する端子４０の位置ずれを、より精度が高い状態で防ぐことができる。それにより、磁性素子１０の製造工程において、不良の発生を低減することができ、一層生産コストの低減を図ることが可能となる。
また、コア２０には、端子用凹部２２が設けられていて、該端子用凹部２２の深さ寸法は、基板接合部４６の厚み寸法よりも小さく設けられている。そのため、基板接合部４６の下面側は、端子用凹部２２から若干突出する状態となり、基板に対して容易に実装可能となる。
さらに、下方延伸部４５が存在する内挿端子部４１は、他の内挿端子部４１とは、高さ方向（法線方向）において、異なる位置に設けられている。このため、高さ方向における位置の異なる、一方側の端末３２と他方側の端末３２とが、それぞれ内挿端子部４１に対して容易に接続させることが可能となる。
また、上述したように、本実施の形態では、上方側に位置する端末３２の下面と、上方側に位置する内挿端子部４１の上面、および下方側に位置する端末３２の上面と、下方側に位置する内挿端子部４１の下面とが重ねられる状態で接合される。このため、内挿端子部４１が、上方側および下方側に向かって突出しない配置となり、コイル３０における巻数は確保しながらも、磁性素子１０の薄型化を図ることが可能となる。
加えて、上述の接合方法を取る場合、磁性素子の高さ寸法が同じであれば、本実施の形態の磁性素子１０は、従来の磁性素子と比較して、インダクタンス値（Ｌ）を大きくすることが可能となる。同様に、磁性素子の高さ寸法が同じであり、かつコイルの巻数も同じであれば、本実施の形態の磁性素子１０は、従来の磁性素子と比較して、平角線３１の高さ寸法を大きく取ることが可能となる。それにより、平角線３１の断面積を大きくすることが可能となり、磁性素子１０のインピーダンスを小さくすることが可能となる。
また、コア２０の密度が高いほど、上述のインダクタンス値（Ｌ）は大きくなる。ここで、上述の接合方法を採用すると共に、磁性素子の高さ寸法およびインダクタンス値（Ｌ）が同じで良い場合、本実施の形態の磁性素子１０は、従来の磁性素子と比較して、加圧成型時のプレス圧を低下させることが可能となる。それにより、加圧成型が為される金型の寿命を延ばすことが可能となる。加えて、プレス圧を低下させることが可能となるため、圧力によって造粒粉の周囲の絶縁層が破壊される割合を低減することができる。それによって、磁性素子１０における絶縁抵抗値を大きくすることが可能となる。
以上、本発明の位置実施の形態に係る磁性素子１０について説明したが、本発明の磁性素子１０は、これ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて説明する。
上述の実施の形態においては、端子４０は、枠状のフレーム部５１を有するプレート部材５０から切り取られることにより形成されている。しかしながら、プレート部材５０は、枠状のフレーム部５１を有する構成には限られない。例えば、２つの端子４０を片持ち状態で連結する連結部を有すると共に、この連結部から端子４０を切り取る構成を採用しても良い。
また、上述の実施の形態においては、巻線として平角線３１を用いてコイル３０が形成される場合について説明しているが、巻線は平角線３１には限られない。例えば、断面が円形の丸線を巻線として用い、コイルを形成するようにしても良い。
また、上述の実施の形態においては、プレート部材５０には、内挿端子部４１が４つ設けられる構成について説明している。しかしながら、プレート部材５０は、４つの内挿端子部４１を有する構成には限られず、３つ以上有するものであれば、いくつ設けられていても良い。なお、プレート部材５０に、例えば８つの内挿端子部４１が設けられる場合、端子用突出部５２は、プレート部材５０の長手方向に沿って突出するのみならず、プレート部材５０の短手方向に沿っても突出する構成を採用することができる。この場合、各端子用突出部５２にそれぞれ２つずつ内挿端子部４１が設けられることにより、合計８つの内挿端子部４１が存在する状態となる。
また、上述の実施の形態においては、コイル３０を１つのみ有する磁性素子１０について説明している。しかしながら、磁性素子は、コイルを２つ以上有する構成であっても良い。なお、磁性素子が２つ以上のコイル３０を具備する場合、そのコイル３０の個数に対応して、端子４０の個数も増加することとなる。
さらに、本発明の磁性素子１０は、その用途が限定されるものではない。例えば、磁性素子が１つのコイル３０を備える場合、インダクタ、ノイズフィルタ等として用いることが可能である。また、磁性素子が２つのコイル３０を備える場合、該磁性素子を多連インダクタ、多連ノイズフィルタ、コモンモードチョークコイル、トランス等として用いることが可能となる。
また、上述の実施の形態においては、コア２０は、その外観が略直方体形状となっている。しかしながら、コアの形状は、略直方体形状に限られるものではなく、略円筒形状等、種々の形状を採用することができる。また、上述の実施の形態においては、コア２０には、磁気ギャップとしてのスリット等が設けられていない構成について説明されている。しかしながら、コア２０に磁気ギャップとしてのスリットを形成する構成を採用しても良い。
また、上述の実施の形態においては、加熱工程を経過した後に、実装端子部４４のうち適宜の部位を、プレート部材５０から切断することにより、端子４０が形成されている。しかしながら、端子は、プレート部材５０から予め切断し、該切断された端子を用いてプレス成形するようにしても良い。なお、この場合、予め切断されている端子が、巻数調整手段を有する構成となる。
本発明の磁性素子は、電気機器の分野において利用することができる。
本発明の一実施の形態に係る磁性素子の全体構成を示す斜視図である。 図１の磁性素子を上方から見た状態を示す平面図である。 図１の磁性素子を下方から見た状態を示す底面図である。 図１の磁性素子の構成を示す正面図である。 図１の磁性素子の構成を示す断面図であり、図３におけるＡ−Ａ線に沿って切断した状態を示す側断面図である。 図１の磁性素子を構成するコイルの形状を示す平面図である。 図１の磁性素子を構成するコイルの形状を示す側面図である。 図１の磁性素子の製造のために用いられるプレート部材の形状を示す平面図である。 図１の磁性素子の製造のために用いられるプレート部材の形状を示す側面図である。 図１の磁性素子の製造方法を示すフローチャートである。
符号の説明
１０…磁性素子
２０…コア
２１…外面
２１ａ…上面
２１ｂ，２１ｄ…端面
２１ｃ…下面
２１ｅ，２１ｆ…側面
２２…端子用凹部
３０…コイル
３１…平角線
３２…端末
４０…端子
４１…内挿端子部（巻数調整手段に対応）
４２…端末接合部
４３…幅広部
４４…実装端子部
４５…下方延伸部
４６…基板接合部
５０…プレート部材
５１…フレーム部
５２…端子用突出部
５３…位置決め孔
５４…切欠部
５５…コイル設置部

Claims (6)

  1. 一方の端部および他方の端部の両方を連結する状態で設けられているフレーム部と、
    上記フレーム部のうち、一方の端部および他方の端部からそれぞれ近接する側に向かい突出すると共に、磁性素子の製造時には、切断および折り曲げによって基板への実装部位となる基板接合部が形成される実装端子部と、
    上記実装端子部よりも一方側の端部および他方側の端部からそれぞれ近接する側に向かって突出すると共に、コイルの端末の接合位置を選択可能であり、その選択に応じて該コイルの巻数を調整する巻数調整手段とを具備し、
    上記コイルは平角線から構成されると共に、上記巻数調整手段は３つ以上の内挿端子部を有し、該３つ以上の内挿端子部の任意の２つの内挿端子部が選択されると共に、該選択された２つの内挿端子部は他の上記内挿端子部に対して、上記フレーム部の平板部分の法線方向において異なる位置に設けられていることを特徴とするプレート部材。
  2. それぞれの前記実装端子部には前記内挿端子部よりも幅広の幅広部が連続して設けられていると共に、それぞれの該幅広部は面一に位置するように形成されることを特徴とする第１請求項のプレート部材。
  3. 前記内挿端子部のうち、前記コイルの端末に対する接合側の外観は略三角形状に形成されていることを特徴とする第１請求項のプレート部材。
  4. 磁性材料と熱硬化性樹脂から構成されると共に、請求項１から３のいずれか１項に記載の前記プレート部材のうち前記巻数調整手段を内包するコアと、
    上記コアに内包されると共に、前記端末が前記巻数調整手段に接合され、かつ平角線から構成されるコイルと、
    を具備すると共に、
    前記実装端子部は、前記フレーム部に対して切断されることにより形成され、かつ前記コアの端面に沿うと共にこの端面から該コアのうち前記基板への実装部位に亘って設けられていて、
    前記巻数調整手段は、複数の内挿端子部を具備すると共に、該複数の内挿端子部のうち、いずれかの該内挿端子部を選択することにより、該巻数調整手段は、前記コイルの巻数の調整を行うことを可能としている、
    ことを特徴とする磁性素子。
  5. 前記コイルに存在する２つの前記端末は、前記内挿端子部のうち互いに対向する側に、それぞれ接合される、
    ことを特徴とする請求項４記載の磁性素子。
  6. 金属の板状部材を型抜きすることにより、フレーム部、実装端子部、および３つ以上の内挿端子部を具備しこの中からコイルの巻数に応じて任意の２つの内挿端子部であって一の内挿端子部は他の内挿端子部に対して上記フレーム部の平板部分の法線方向において異なる位置に設けられているものを選択することにより端末の接合位置を選択可能とする巻数調整手段、を有するプレート部材を形成する型抜き工程と、
    上記内挿端子部に端末が接合される上記コイルを、平角線の巻回により形成する巻回工程と、
    上記巻回工程により形成された上記コイルを、選択された任意の２つの上記内挿端子部と上記端末とが接触する状態で設置する設置工程と、
    上記端末と上記内挿端子部とを接合し、両者の位置関係を固定する接合工程と、
    上記コイルおよび上記内挿端子部が、磁性材および熱硬化性樹脂から構成される造粒粉で覆われる状態として加圧すると共に、この加圧により上記実装端子部が露出する状態となる圧粉体を形成する圧粉工程と、
    上記圧粉工程により形成される上記圧粉体を加熱し、上記造粒粉の加熱硬化を行う加熱工程と、
    上記加熱工程を経た後に上記フレーム部に対して切断されることにより上記実装端子部が形成されると共に、切断によって形成された該実装端子部を折り曲げて、外部の基板に接合させる基板接合部を形成する端子形成工程と、
    を具備することを特徴とする磁性素子の製造方法。
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