JP7140085B2

JP7140085B2 - インダクタ部品およびインダクタ部品用のコアの製造方法

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Publication number: JP7140085B2
Application number: JP2019175305A
Authority: JP
Inventors: 昌史宮本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2022-09-21
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: US11862376B2; CN112562967A; JP2021052133A; CN213211857U; CN112562967B; US20210098173A1

Description

この発明は、インダクタ部品およびインダクタ部品用のコアの製造方法に関するもので、特に、コアに巻回されるワイヤを保持するための巻芯部の形態に関するものである。

巻線型のインダクタ部品は、巻回されるワイヤを保持するための巻芯部を有するコアを備える。巻芯部は、典型的には、円形もしくは楕円形、四角形または六角形といった断面形状を有しているが、その他、断面形状に関して、種々の形態のものがある。たとえば、特開２０１８－１０７２４８号公報（特許文献１）には、断面形状が四角形に近い六角形の巻芯部が記載されている。

特開２０１８－１０７２４８号公報

特に、ワイヤがたとえば直径１００μｍ以上というように比較的太い場合、以下のような問題に遭遇しやすい。

ワイヤを、巻芯部に巻回しようとする場合、巻芯部の断面形状が円形または楕円形であると、ワイヤが全周にわたって巻芯部に面接触するので、たとえば直径１００μｍ以上の比較的太いワイヤであっても、安定した巻回状態を得ることができる。しかし、ワイヤを整列状態で２層巻きのような多層巻きにしようとすると、ワイヤを下層から上層へ移行させるため、螺旋状に巻回されたワイヤの進行方向とは逆の方向に戻す起点を、巻芯部の周方向での一定の位置に落ち着かせることが困難である。そのため、ワイヤの下層から上層への移行部分の位置が曖昧となり、多層巻きが安定しない。特に、ワイヤが２層以上に巻回された多層巻き部分が、巻芯部の長手方向に沿って複数個配置されたバンク巻きの場合、上述のような安定しない巻回状態がより顕著に現れる。

他方、巻芯部の断面形状が四角形や六角形のような角部分を持つ形状であると、上記の問題を解消できるように思われる。しかし、たとえば直径１００μｍ以上といった比較的太いワイヤを巻回する場合には、ワイヤは、巻芯部の角部分以外の部分では、巻芯部の周面から浮いた状態となり、ワイヤと巻芯部との間の摩擦量が少なくなってしまう。そのため、ワイヤをたとえばバンク巻きすると、下層のワイヤが巻芯部の軸線方向にずれやすく、安定したバンク巻きを実現することが困難である。

なお、上記の課題は、ワイヤがたとえば直径１００μｍ以上というように比較的太く、かつ、たとえばバンク巻きのような多層巻きを実施した場合において遭遇したものを取り上げたが、ワイヤの直径に関係なく、また、多層巻きを実施しない場合であっても、巻芯部へのワイヤの巻回が安定することが望まれる。

そこで、この発明の目的は、ワイヤを安定して巻回することができる巻芯部を有するコアを備えるインダクタ部品、およびインダクタ部品用のコアの製造方法を提供しようとすることである。

この発明は、巻回されるワイヤを保持するためのもので、軸線方向に延びる巻芯部を有する、コアを備えるインダクタ部品にまず向けられる。

上述した技術的課題を解決するため、コアに備える巻芯部は、当該巻芯部の軸線に直交する断面において四角形以上の多角形の形状であり、断面上で上記多角形は形成する内角が９０度以上かつ１２０度未満である角部分を有し、これら角部分の少なくとも１つには、ともに外方へ向かって凸状の第１アール面および第２アール面が形成され、これら第１アール面と第２アール面とは、前記巻芯部の周方向に隣り合っていることを特徴としている。

なお、上述した多角形とは、直線のみで規定される多角形に限らず、たとえば角部分にアール面取りが施されたものをも含む。また、第１アール面と第２アール面が隣り合うとは、第１アール面と第２アール面とが互いに接している状態に限らず、第１アール面と第２アール面との間に、外方へ向かって凸状のアール面以外の形状の部分、たとえば外方へ向かって凹状のアール面形状の部分、または平面形状の部分が存在していてもよい。

また、コアは、巻芯部の軸線方向での第１端に設けられた第１鍔部と、巻芯部の軸線方向での第１端とは逆の第２端に設けられた第２鍔部と、第１鍔部に設けられた第１端子電極と、第２鍔部に設けられた第２端子電極と、を備える。

この発明に係るインダクタ部品は、上述したコアと、ワイヤとを備え、ワイヤは、上記角部分に形成された第１アール面および第２アール面に接した状態で巻芯部に巻回されるとともに、第１端が第１端子電極に接続され、第１端とは逆の第２端が第２端子電極に接続されたことを特徴としている。
以上の基本的な特徴に加えて、この発明に係るインダクタ部品は、第１の局面では、巻芯部の断面上において、角部分を介して隣り合う２つの辺の各々の延長線が交わる仮想の交点から、一方の辺までの距離をＷ、他方の辺までの距離をＴとし、かつワイヤの直径をＤとしたとき、０．７５Ｄ≦（ＷＴ） ^0.5 の関係が成り立つことをさらなる特徴としている。
第２の局面では、上記基本的な特徴に加えて、ワイヤは、巻芯部の周面から浮かずに巻芯部に巻回されていることをさらなる特徴としている。
第３の局面では、上記基本的な特徴に加えて、ワイヤは、少なくとも一部において多層巻きにされており、巻芯部の断面上において、角部分を介して隣り合う２つの辺の各々の延長線が交わる仮想の交点から、一方の辺までの距離をＷ、他方の辺までの距離をＴとし、かつワイヤの直径をＤとしたとき、（ＷＴ） ^0.5 ≦２Ｄの関係が成り立つことをさらなる特徴としている。

この発明は、さらに、コアの製造方法にも向けられる。製造しようとするコアは、巻芯部が、断面上において、上記角部分として、第１の角部分、第２の角部分、第３の角部分および第４の角部分からなる４つの角部分を備え、第１の角部分と第３の角部分とが対角線方向に互いに対向し、第２の角部分と第４の角部分とが対角線方向に互いに対向し、巻芯部の周方向に沿って、第１の角部分における第１アール面、第１の角部分における第２アール面、第２の角部分における第２アール面、第２の角部分における第１アール面、第３の角部分における第１アール面、第３の角部分における第２アール面、第４の角部分における第２アール面、第４の角部分における第１アール面、の順に並ぶ。

なお、上記のコアは、内角が９０度以上かつ１２０度未満である４つの角部分を備え、第１の角部分と第３の角部分とが対角線方向に互いに対向し、第２の角部分と第４の角部分とが対角線方向に互いに対向することが条件であるが、第１ないし第４の角部分以外の角部分を備える場合を除外するものではない。したがって、第１ないし第４の角部分以外の角部分の内角が９０度以上かつ１２０度未満の条件を満たすことも、満たさないこともあり得る。

この発明に係るコアの製造方法は、
セラミック粉末を加圧して、コアとなるべき成形体を成形する成形工程と、
上記成形体を焼成する焼成工程と、
焼成後の上記成形体を研磨する工程と、
を備える。

上記成形工程は、ダイが形成するキャビティに充填されたセラミック粉末を挟んで上パンチと下パンチとが相対的に近接することにより、セラミック粉末を加圧する工程を含む。

上記ダイは、キャビティ内において、巻芯部の第１の角部分と第２の角部分との間に延びる第１側面を成形する第１型面、および巻芯部の第３の角部分と第４の角部分との間に延びる第２側面を成形する第２型面を有する。

上記上パンチは、巻芯部の第１の角部分と第４の角部分との間に延びる上面を成形する第３型面を有する。第３型面は、第１の角部分における第２アール面が形成されるべき部分となる第１肩部を成形する面、および第１肩部の内側に第１アール面を成形する第１凹面を含むとともに、第４の角部分における第２アール面が形成されるべき部分となる第４肩部を成形する面、および第４肩部の内側に第１アール面を成形する第４凹面を含む。

他方、上記下パンチは、巻芯部の第２の角部分と第３の角部分との間に延びる下面を成形する第４型面を有する。第４型面は、第２の角部分における第２アール面が形成されるべき部分となる第２肩部を成形する面、および第２肩部の内側に第１アール面を成形する第２凹面を含むとともに、第３の角部分における第２アール面が形成されるべき部分となる第３肩部を成形する面、および第３肩部の内側に第１アール面を成形する第３凹面を含む。

そして、成形工程によって得られた成形体は、第１の角部分、第２の角部分、第３の角部分および第４の角部分の各々における第１アール面を形成した状態、かつ第１肩部、第２肩部、第３肩部および第４肩部を形成した状態であり、研磨工程は、第１肩部、第２肩部、第３肩部および第４肩部を研磨し、それによって第１肩部、第２肩部、第３肩部および第４肩部の各々に第２アール面を形成する工程を含むことを特徴としている。

この発明によれば、巻芯部の断面形状において、内角が９０度以上かつ１２０度未満である角部分の少なくとも１つには、第１アール面および第２アール面が巻芯部の周方向に隣り合う状態で形成されているので、第１アール面および第２アール面の連なりによって、見掛け上、大きな曲率半径を有するアール面を与えることができる。

したがって、たとえば直径１００μｍ以上といった比較的太いワイヤを巻回する場合にあっても、ワイヤは、巻芯部の角部分に倣って容易に曲がり、角部分以外の部分でも、巻芯部から浮いた状態となりにくい。また、第１アール面および第２アール面が形成された巻芯部の角部分では、第１アール面および第２アール面の少なくとも２箇所で確実にワイヤに接触させることができる。これらのことから、ワイヤと巻芯部との間の摩擦力を高くすることができ、巻芯部上に巻回されるワイヤの形態および位置を安定に保つことができる。

この発明の第１の実施形態によるインダクタ部品１を正面方向から模式的に示す断面図である。図１に示したインダクタ部品１に備えるコア３の正面図である。図２に示したコア３の、図２の線Ａ－Ａに沿う断面図である。図３の部分Ｅの拡大断面図である。図２に示したコア３の製造方法を説明するためのもので、コア３の成形工程を実施している状態を示す断面図である。図５の部分Ｆの拡大断面図である。図２に示したコア３の製造方法を説明するためのもので、焼成後の成形体１７における図５の部分Ｆに相当する部分を示す拡大断面図であり、（Ａ）は研磨前の状態、（Ｂ）は研磨後の状態、（Ｃ）は研磨後の状態であるが、実際の研磨工程によってもたらされることがある状態を示す。図５の部分Ｆに相当する部分を示すもので、この発明の特徴的構成である第１アール面Ｒ１および第２アール面Ｒ２の連なりによる見なし曲率半径を求める方法を説明するための図である。この発明の第２の実施形態を説明するための図７に対応する図である。この発明の第３の実施形態を説明するための図７に対応する図である。この発明の第４の実施形態を説明するための図７に対応する図である。この発明の第５の実施形態を説明するための図７に対応する図である。

図１ないし図４を参照して、この発明の第１の実施形態によるインダクタ部品１について説明する。

インダクタ部品１は、図１によく示されているように、軸線方向ＡＸに延びる巻芯部２を有するコア３を備える。コア３は、ドラム状であり、巻芯部２の軸線方向ＡＸでの第１端に設けられた第１鍔部４と、第１端とは逆の第２端に設けられた第２鍔部５とを備える。また、インダクタ部品１は、必要に応じて、第１鍔部４および第２鍔部５間に渡されてコア３に接着剤６を介して接着された天板７を備えていてもよい。コア３および天板７は、フェライトまたはアルミナのようなセラミックの焼結体から構成される。コア３および天板７がともに磁性体から構成されるとき、コア３および天板７は閉磁路を構成する。

コア３に備える巻芯部２は、図３からわかるように、実質的に四角形の断面形状を有している。巻芯部２の断面形状をなす四角形は４つの辺Ｓ１～Ｓ４を備え、４つの辺Ｓ１～Ｓ４の隣り合うものの間でなす内角は９０度である。また、巻芯部２の断面形状をなす当該四角形は、内角が９０度である４つの角部分Ｃ１～Ｃ４を備えている。

４つの角部分Ｃ１～Ｃ４には、角部分Ｃ１について図４によく示されているように、ともに外方へ向かって凸状の第１アール面Ｒ１および第２アール面Ｒ２が巻芯部２の周方向に隣り合う状態で形成されている。図３に示すように、４つの角部分Ｃ１～Ｃ４のうち、第１の角部分Ｃ１と第３の角部分Ｃ３とが対角線方向に互いに対向し、第２の角部分Ｃ２と第４の角部分Ｃ４とが対角線方向に互いに対向し、巻芯部２の周方向に沿って、第１の角部分Ｃ１における第１アール面Ｒ１、第１の角部分Ｃ１における第２アール面Ｒ２、第２の角部分Ｃ２における第２アール面Ｒ２、第２の角部分Ｃ２における第１アール面Ｒ１、第３の角部分Ｃ３における第１アール面Ｒ１、第３の角部分Ｃ３における第２アール面Ｒ２、第４の角部分Ｃ４における第２アール面Ｒ２、第４の角部分Ｃ４における第１アール面Ｒ１、の順に並んでいる。なお、図４に示した寸法値の単位はｍｍである。

このように、巻芯部２の断面形状において、内角が９０度以上かつ１２０度未満である角部分Ｃ１～Ｃ４には、第１アール面Ｒ１および第２アール面Ｒ２が巻芯部２の周方向に隣り合う状態で形成されているので、第１アール面Ｒ１および第２アール面Ｒ２の連なりによって、見掛け上、大きな曲率半径を有するアール面を与えることができる。

したがって、後述するように、ワイヤ４０を巻芯部２のまわりに巻回するとき、ワイヤ４０がたとえば直径１００μｍ以上というように比較的太くても、ワイヤ４０は、巻芯部２の角部分Ｃ１～Ｃ４に倣って容易に曲がり、角部分Ｃ１～Ｃ４以外の部分でも、巻芯部２から浮いた状態となりにくい。また、第１アール面Ｒ１および第２アール面Ｒ２が形成された巻芯部２の角部分Ｃ１～Ｃ４では、第１アール面Ｒ１および第２アール面Ｒ２の少なくとも２箇所で確実にワイヤ４０に接触させることができる。これらのことから、ワイヤ４０と巻芯部２との間の摩擦力を高くすることができ、巻芯部２上に巻回されるワイヤ４０の形態および位置を安定に保つことができる。

巻芯部２において、上述したような特徴的な形態を有するコア３は、好ましくは、以下のようにして製造される。

まず、コア３の材料となるセラミック粉末が用意される。セラミック粉末は、コア３となるべき成形体を得るため、次いで、成形工程に付される。図５には、成形工程を実施するための成形装置１１の主要部、特に、巻芯部２を成形する部分が図２の線Ａ－Ａに沿う断面に相当する断面をもって図示されている。図６は、図５の部分Ｆの拡大断面図である。

図５および図６を参照して、成形装置１１は、セラミック粉末１２を充填するキャビティ１３を形成するダイ１４を備える。ダイ１４のキャビティ１３内では、上パンチ１５と下パンチ１６とが、互いに対向した状態で配置され、相対的に近接・離隔可能となるように案内される。上パンチ１５と下パンチ１６とがセラミック粉末１２を挟んで相対的に近接することにより、セラミック粉末１２が加圧され、コア３となるべき成形体１７が成形される。

成形体１７は、第１の角部分Ｃ１における第１アール面Ｒ１の外側に第２アール面Ｒ２を形成するための第１肩部３１を有し、第２の角部分Ｃ２における第１アール面Ｒ１の外側に第２アール面Ｒ２を形成するための第２肩部３２を有し、第３の角部分Ｃ３における第１アール面Ｒ１の外側に第２アール面Ｒ２を形成するための第３肩部３３を有し、第４の角部分Ｃ４における第１アール面Ｒ１の外側に第２アール面Ｒ２を形成するための第４肩部３４を有する。

ダイ１４は、キャビティ１３内において、巻芯部２の第１の角部分Ｃ１と第２の角部分Ｃ２との間に延びる第１の辺Ｓ１を与える第１側面Ｐ１（図３参照）を成形する第１型面１９、および巻芯部２の第３の角部分Ｃ３と第４の角部分Ｃ４との間に延びる第３の辺Ｓ３を与える第２側面Ｐ２（図２および図３参照）を成形する第２型面２０を有する。

上パンチ１５は、巻芯部２の第１の角部分Ｃ１と第４の角部分Ｃ４との間に延びる第４の辺Ｓ４を与える上面Ｐ３（図２および図３参照）を成形する第３型面２１を有する。

第３型面２１は、第１の角部分Ｃ１における第１肩部３１の内側に第１アール面Ｒ１を成形する第１凹面２３、および第４の角部分Ｃ４における第４肩部３４の内側に第１アール面Ｒ１を成形する第４凹面２６を含む。

また、この実施形態では、第３型面２１は、第１の角部分Ｃ１における上記第１凹面２３の外側に上記第１肩部３１を成形する第１平坦面２７、および第４の角部分Ｃ４における上記第４凹面２６の外側に上記第４肩部３４を成形する第４平坦面３０を含む。

他方、下パンチ１６は、巻芯部２の第２の角部分Ｃ２と第３の角部分Ｃ３との間に延びる第２の辺Ｓ２を与える下面Ｐ４（図２および図３参照）を成形する第４型面２２を有する。

第４型面２２は、第２の角部分Ｃ２における第２肩部３２の内側に第１アール面Ｒ１を成形する第２凹面２４、および第３の角部分Ｃ３における第３肩部３３の内側に第１アール面Ｒ１を成形する第３凹面２５を含む。

また、この実施形態では、第４型面２２は、第２の角部分Ｃ２における上記第２凹面２４の外側に上記第２肩部３２を成形する第２平坦面２８、および第３の角部分Ｃ３における上記第３凹面２５の外側に上記第３肩部３３を成形する第３平坦面２９を含む。

以上のような形態のダイ１４ならびに上パンチ１５および下パンチ１６によって成形工程が実施されることにより、巻芯部２における第１の角部分Ｃ１、第２の角部分Ｃ２、第３の角部分Ｃ３および第４の角部分Ｃ４の各々において、第１アール面Ｒ１を形成した成形体１７が得られる。このような形態の成形体１７における巻芯部２の断面は図５に示され、また、その一部が拡大されて、図６に示されている。

次いで、成形体１７は、セラミック粉末１２を焼結させるため、焼成される。図７（Ａ）には、焼成後の成形体１７における図５の部分Ｆに相当する部分が拡大されて示されている。図７（Ａ）には、巻芯部２の第１の角部分Ｃ１における第１アール面Ｒ１に隣接して、第２アール面Ｒ２を形成すべき第１肩部３１が図示されている。

次いで、焼成後の成形体１７はバレル研磨される。これによって、図７（Ｂ）に示すように、第１の角部分Ｃ１における第１肩部３１が研磨されて、第２アール面Ｒ２が形成される。図示されないが、同様に、バレル研磨工程によって、第２の角部分Ｃ２、第３の角部分Ｃ３および第４の角部分Ｃ４における第２肩部３２、第３肩部３３および第４肩部３４がそれぞれ研磨されて、第２アール面Ｒ２が形成される。

なお、前述した成形工程によって得られた成形体１７は、ダイ１４と上パンチ１５および下パンチ１６との合わせ面の間隙３７（図６参照）から余分のセラミック粉末がはみ出すことによって、第１肩部３１、第２肩部３２、第３肩部３３および第４肩部３４の少なくとも１つの端縁から延びるバリ３８（図７（Ａ）において点線で例示する。）が形成されることがある。この場合、バレル研磨工程は、バリ３８を除去する工程を兼ねることができる。

上述したバレル研磨工程を終えたとき、コア３が完成されるが、図７（Ｃ）に示すように、実際のバレル研磨後において、第１アール面Ｒ１と第２アール面Ｒ２との境界部分に外方へ向かって凹状の第３アール面Ｒ３がしばしば形成される。第３アール面Ｒ３は、通常、０．０４ｍｍ以上の曲率半径を有する。なお、第３アール面Ｒ３は、成形工程で用いるパンチ１５および１６の設計変更によっても形成することができる。

以上の説明は、主として、焼成後の成形体１７における図５の部分Ｆに相当する部分、すなわち、巻芯部２の第１の角部分Ｃ１についてのものであった。巻芯部２の第２ないし第４の角部分Ｃ２～Ｃ４についても、説明を省略するが、第１の角部分Ｃ１の場合と同様の加工が施される。

なお、上述した実施形態では、研磨工程において、バレル研磨法が適用されたが、たとえば、サンドブラスト法、レーザー研磨法といった他の研磨方法が適用されてもよい。

図１を参照して、巻芯部２上には、ワイヤ４０が巻回される。ワイヤ４０の巻回態様の詳細については後述する。第１鍔部４および第２鍔部５における実装基板（図示せず。）側に向く底面８および９には、それぞれ、第１端子電極４１および第２端子電極４２が設けられる。端子電極４１および４２は、たとえば、導電性ペーストの焼付け、導電性金属のめっき、導電性金属片の貼付け等によって形成される。具体的には図示されないが、ワイヤ４０の第１端は第１端子電極４１に接続され、ワイヤ４０の第１端とは逆の第２端は第２端子電極４２に接続される。これらの接続には、たとえば、熱圧着や溶接が適用される。

ワイヤ４０は、たとえば銅からなり、断面円形の中心導体と、中心導体の周面を覆う絶縁被覆層と、からなる。本明細書において、ワイヤの直径とは、ワイヤの絶縁被覆層を含まない、中心導体の直径を指す。

図１において、ワイヤ４０の断面内には、第１鍔部４側から数えたターン序数「１」～「２０」が記入されている。巻芯部２において巻回されたワイヤ４０は、４つの整列されたバンク巻きを構成する部分（以下、「整列バンク巻き部分」と略称する。）Ｂ１～Ｂ４を備えている。

第１整列バンク巻き部分Ｂ１は、ワイヤ４０の第１ターンないし第５ターン（以下、「ターン１～５」のように表現する。）によって形成される。すなわち、下層側にはワイヤ４０のターン１～３が位置され、これらターン１～３が巻芯部２上で螺旋状に巻回される。次いで、ワイヤ４０が約１．５ターン分戻され、戻り部分Ｒを除いて、下層側のターン１および２間に形成される凹部に、上層側のターン４が嵌り込み、さらに、下層側のターン２および３間に形成される凹部に、上層側のターン５が嵌り込むように、ワイヤ４０が巻回される。

この第１整列バンク巻き部分Ｂ１では、ターン３からターン４へと移行する部分が、下層側から上層側へと移行する部分となり、この部分では、巻芯部２上で螺旋状に巻回されたワイヤ４０の進行方向とは逆の方向にワイヤ４０が戻される。したがって、この部分が戻り部分Ｒとなる。戻り部分Ｒでは、ワイヤ４０の螺旋状の巻回状態が乱れるが、この実施形態では、戻り部分Ｒは、第１の角部分Ｃ１を起点とし、第２の角部分Ｃ２を終点としながら、巻芯部２の周面上の特定の位置、たとえば、巻芯部２における図３に示した辺Ｓ１を与える第１側面Ｐ１に沿う位置で生じるようにされる。

次いで、第２整列バンク巻き部分Ｂ２は、ワイヤ４０のターン６～１０によって形成される。第１整列バンク巻き部分Ｂ１における最終ターンである上層側のターン５の巻回の後、ワイヤ４０は下層側へ移行され、そこでターン６～８が巻芯部２上で螺旋状に巻回される。次いで、ワイヤ４０が約１．５ターン分戻され、戻り部分を除いて、下層側のターン６～８の各間に形成される凹部に、上層側のターン９および１０が嵌り込むように、ワイヤ４０が巻回される。ここでも、戻り部分は、巻芯部２における図３に示した辺Ｓ１を与える第１側面Ｐ１に沿う位置で生じるようにされる。

詳細な説明を省略するが、第３整列バンク巻き部分Ｂ３および第４整列バンク巻き部分Ｂ４においても、上述した第１整列バンク巻き部分Ｂ１および第２整列バンク巻き部分Ｂ２の場合と同様の巻回態様が採用される。

上述のように、巻芯部２のまわりに巻回されるワイヤ４０、特に下層側のワイヤ４０について、本件発明者は、実験および経験により、以下のような知見を得ている。

すなわち、ワイヤが太くなるほど、ワイヤの剛性が増し、より曲げにくくなるため、巻芯部の周面から浮かせずに巻回することがより困難になる。しかし、ワイヤを巻芯部の周面から浮かせずに巻回することを可能にする、ワイヤの直径と巻芯部の角部分の曲率半径との関係が存在するはずである。このような推定のもと、上記関係を追及したところ、巻芯部の角部分がワイヤの直径の０．７５倍以上の曲率半径の曲面を有していれば、巻芯部の周面から浮かせずに、ワイヤを巻回できることがわかった。

他方、角部分の曲率半径が大きすぎると、巻芯部の断面形状が円形または楕円形である場合に近づく。したがって、前述したように、整列状態でバンク巻きされるとき、下層ではワイヤは安定した巻回状態を得ることができるが、ワイヤを下層から上層へ移行させるためにワイヤの進行方向を逆に向ける戻り部分Ｒの起点を、巻芯部の周方向での一定の位置に落ち着かせることが困難となる問題に遭遇する。よって、角部分の好ましい曲率半径には上限があり、その上限はワイヤの直径の２倍であることがわかった。

以上の点を総合すると、ワイヤの直径Ｄと巻芯部の角部分の曲率半径ｒとの間で、
０．７５Ｄ≦ｒ≦２Ｄ
の関係が成り立てば、巻芯部の周面から浮かせずに、言い換えると、巻芯部の周面に密着させた状態で、ワイヤを巻回でき、かつ整列バンク巻きでの戻り部分Ｒを巻芯部の周方向での一定の位置に落ち着かせることができることがわかった。

しかし、上記実施形態の場合、巻芯部２の角部分Ｃ１～Ｃ４は、単純なアール面を形成するのではなく、周方向に連なる２つのアール面、すなわち、第１アール面Ｒ１および第２アール面Ｒ２を形成している。そこで、図８（Ａ）に示す半径ｒを有する（１／４）円の面積であるπｒ^２／４と、図８（Ｂ）に示す長径の（１／２）がＷおよび短径の（１／２）がＴであり、かつ第１アール面Ｒ１および第２アール面Ｒ２を含む（１／４）楕円の面積であるπＷＴ／４とが等しくなるとき、すなわち、
πｒ^２／４＝πＷＴ／４
となるときのｒを、巻芯部２の角部分Ｃ１～Ｃ４の曲率半径と見なした。すなわち、この式から、
ｒ^２＝ＷＴ
の関係を導き出した。よって、巻芯部２の角部分Ｃ１～Ｃ４の見なし曲率半径ｒを、
ｒ＝（ＷＴ）^0.5
とすることができる。

したがって、直径が１００μｍ以上といった比較的太いワイヤであっても、巻芯部の周面から浮かせずに巻回できるようにするには、見なし曲率半径（ＷＴ）^0.5をワイヤの直径の０．７５倍以上であればよく、ワイヤの直径をＤとすると、
０．７５Ｄ≦（ＷＴ）^0.5
の関係が成り立てばよいことになる。

他方、ワイヤを整列状態でバンク巻きしたとき、ワイヤを下層から上層へ移行させるためにワイヤの進行方向を逆に向ける起点を、巻芯部の周方向での一定の位置に落ち着かせることを可能にするには、見なし曲率半径（ＷＴ）^0.5をワイヤの直径の２倍以下であればよく、ワイヤの直径をＤとすると、
（ＷＴ）^0.5≦２Ｄ
の関係が成り立てばよいことになる。

以上の点を総合すると、ワイヤの直径Ｄと巻芯部の角部分の見なし曲率半径ｒ＝（ＷＴ）^0.5との間で、
０．７５Ｄ≦（ＷＴ）^0.5≦２Ｄ
の関係が成り立てばよいことになる。

したがって、上述した条件を満たすことにより、ワイヤ４０をバンク巻きにした場合、下層のワイヤ４０が巻芯部２の軸線方向にずれにくくすることができる。また、ワイヤ４０を下層から上層へ移行させるため、螺旋状に巻回されたワイヤ４０の進行方向とは逆の方向に戻す起点を、巻芯部２の周方向での一定の位置に落ち着かせることが容易である。したがって、安定したバンク巻きを実現することができる。

なお、図８（Ｂ）からわかるように、上記Ｗは、隣り合う２つの辺、より具体的には、たとえば第４の辺Ｓ４および第１の辺Ｓ１の各々の延長線が交わる仮想の交点Ｖから、一方の辺、たとえば第４の辺Ｓ４までの距離に相当し、上記Ｔは、他方の辺、たとえば第１の辺Ｓ１までの距離に相当する。

なお、この実施形態では、図８（Ｂ）に示されるように、Ｗ＞Ｔとなっているが、Ｗ＜Ｔであっても、Ｗ＝Ｔであってもよい。

また、この実施形態では、たとえば図４からわかるように、第１アール面Ｒ１の曲率半径ｒ１は第２アール面Ｒ２の曲率半径ｒ２より大きいが、この大小関係は逆でもよく、また、両者の曲率半径ｒ１およびｒ２は互いに等しくてもよい。

上記の距離ＷおよびＴならびに曲率半径ｒ１およびｒ２の各々の調整は、成形工程で用いるパンチ１５および１６の設計変更または研磨工程での研磨度合いの変更などにより、任意に行なうことができる。

以下、図７に対応する図９ないし図１２をそれぞれ参照して、この発明の第２ないし第５の実施形態について説明する。図９ないし図１２において、図７に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。なお、以下の説明は、巻芯部２の第１の角部分Ｃ１について行ない、巻芯部２の第２ないし第４の角部分Ｃ２～Ｃ４については、第１の角部分Ｃ１の場合と同様であるので、説明を省略する。

図９に示した実施形態は、以下の点で、図７に示したものと異なる。図７に示した実施形態では、特に図７（Ｂ）によく示されているように、研磨後においても、肩部３１の上面に比較的広く平坦部が残されていたが、図９に示した実施形態では、特に図９（Ｂ）によく示されているように、研磨後において、肩部３１の上面に平坦部がほとんど残されていない。

なお、肩部３１～３４の上面、すなわち、第１アール面Ｒ１と第２アール面Ｒ２との間に残される平坦面の境界は、必ずしも明瞭でない場合もあるので、平坦面の大きさの上限を規定することは困難であるが、一応の目安として、角部分Ｃ１～Ｃ４の前述した見なし曲率半径（ＷＴ）^0.5またはアール面Ｒ１の曲率半径が平坦面の大きさの上限とされる。

図１０に示した実施形態では、特に図１０（Ａ）および（Ｂ）によく示されているように、成形工程の段階で、第１アール面Ｒ１から肩部３１へと延びる勾配面４５が形成されている。また、特に図１０（Ｂ）によく示されているように、研磨後において、肩部３１の上面に比較的広く平坦部が残されている。

図１１に示した実施形態では、特に図１１（Ａ）および（Ｂ）によく示されているように、成形工程の段階で、第１アール面Ｒ１から肩部３１へと延びる勾配面４６が形成されている。また、特に図１１（Ｂ）によく示されているように、研磨後において、肩部３１の上面に平坦部がほとんど残されていない。

図１２に示した実施形態では、図１０および図１１に示した各実施形態の場合と同様、特に図１２（Ａ）および（Ｂ）によく示されているように、第１アール面Ｒ１から肩部３１へと延びる勾配面４７が形成されている。しかし、この実施形態では、勾配面４７が第１アール面Ｒ１と一体化され、第１アール面Ｒ１に吸収されている。

以上のような第２ないし第５の実施形態は、成形工程で用いるパンチ１５および１６の設計変更によって対応することができる。

以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、図示した各実施形態は、例示的なものであり、いくつかの点で種々に変更可能である。

たとえば、断面が四角形の巻芯部の場合、４つの角部分のすべてに、この発明の特徴となる第１アール面および第２アール面が形成されるのではなく、単に１つの角部分にのみ、第１アール面および第２アール面が形成されているだけでも、ワイヤを安定して巻回できる効果を期待できる。したがって、第１アール面および第２アール面が形成されるのは、少なくとも１つの角部分であればよい。

また、すべての角部分に同じ曲率半径のアール面が形成されるのではなく、角部分ごとに異なる曲率半径のアール面が形成されていてもよい。

また、図示した実施形態では、断面が四角形の巻芯部が例示され、断面上で四角形を構成する４つの辺の隣り合うものの間でなす内角が９０度であったが、この発明が適用されるのは、コアの巻芯部の断面が四角以上の多角形であって、複数の辺の隣り合うものの間でなす内角が９０度以上かつ１２０度未満である角部分を備えるものであればよい。なお、内角が１２０度となるのは、正六角形であるが、正六角形の角部分の内角より小さい内角を有する角部分において、この発明の特徴的構成が有利に採用される。

また、図示した実施形態では、ワイヤ４０が整列バンク巻きにされたが、ワイヤが単層巻きにされたインダクタ部品にも、この発明を適用することができる。

また、図示した実施形態では、インダクタ部品１は２つの端子電極４１および４２を備えるものであったが、４つ以上の端子電極を備えるインダクタ部品にも、この発明を適用することができる。

また、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。

１インダクタ部品
２巻芯部
３コア
４，５鍔部
１１成形装置
１２セラミック粉末
１３キャビティ
１４ダイ
１５上パンチ
１６下パンチ
１７成形体
１９～２２第１～第４型面
２３～２６第１～第４凹面
２７～３０第１～第４平坦面
３１～３４第１～第４肩部
３５間隙
３６バリ
４０ワイヤ
４１，４２端子電極
Ｓ１～Ｓ４辺
Ｃ１～Ｃ４角部分
Ｒ１第１アール面
Ｒ２第２アール面
Ｐ１第１側面
Ｐ２第２側面
Ｐ３上面
Ｐ４下面
Ｖ交点

Claims

巻回されるワイヤを保持するためのもので、軸線方向に延びる巻芯部と、
前記巻芯部の前記軸線方向での第１端に設けられた第１鍔部と、
前記巻芯部の前記軸線方向での前記第１端とは逆の第２端に設けられた第２鍔部と、
前記第１鍔部に設けられた第１端子電極と、
前記第２鍔部に設けられた第２端子電極と、
を有する、コアを備え、
前記巻芯部は、当該巻芯部の軸線に直交する断面において四角形以上の多角形の形状であり、
前記断面上で前記多角形は形成する内角が９０度以上かつ１２０度未満である角部分を有し、
前記角部分の少なくとも１つには、ともに外方へ向かって凸状の第１アール面および第２アール面が形成され、
前記第１アール面と前記第２アール面とは、前記巻芯部の周方向に隣り合っており、
前記角部分に形成された前記第１アール面および前記第２アール面に接した状態で前記巻芯部に巻回されるとともに、第１端が前記第１端子電極に接続され、前記第１端とは逆の第２端が前記第２端子電極に接続された、ワイヤをさらに備え、
前記巻芯部の前記断面上において、前記角部分を介して隣り合う２つの辺の各々の延長線が交わる仮想の交点から、一方の前記辺までの距離をＷ、他方の前記辺までの距離をＴとし、かつ前記ワイヤの直径をＤとしたとき、
０．７５Ｄ≦（ＷＴ） ^0.5
の関係が成り立つ、
インダクタ部品。
巻回されるワイヤを保持するためのもので、軸線方向に延びる巻芯部と、
前記巻芯部の前記軸線方向での第１端に設けられた第１鍔部と、
前記巻芯部の前記軸線方向での前記第１端とは逆の第２端に設けられた第２鍔部と、
前記第１鍔部に設けられた第１端子電極と、
前記第２鍔部に設けられた第２端子電極と、
を有する、コアを備え、
前記巻芯部は、当該巻芯部の軸線に直交する断面において四角形以上の多角形の形状であり、
前記断面上で前記多角形は形成する内角が９０度以上かつ１２０度未満である角部分を有し、
前記角部分の少なくとも１つには、ともに外方へ向かって凸状の第１アール面および第２アール面が形成され、
前記第１アール面と前記第２アール面とは、前記巻芯部の周方向に隣り合っており、
前記角部分に形成された前記第１アール面および前記第２アール面に接した状態で前記巻芯部に巻回されるとともに、第１端が前記第１端子電極に接続され、前記第１端とは逆の第２端が前記第２端子電極に接続された、ワイヤをさらに備え、
前記ワイヤは、前記巻芯部の周面から浮かずに前記巻芯部に巻回されている、
インダクタ部品。
巻回されるワイヤを保持するためのもので、軸線方向に延びる巻芯部と、
前記巻芯部の前記軸線方向での第１端に設けられた第１鍔部と、
前記巻芯部の前記軸線方向での前記第１端とは逆の第２端に設けられた第２鍔部と、
前記第１鍔部に設けられた第１端子電極と、
前記第２鍔部に設けられた第２端子電極と、
を有する、コアを備え、
前記巻芯部は、当該巻芯部の軸線に直交する断面において四角形以上の多角形の形状であり、
前記断面上で前記多角形は形成する内角が９０度以上かつ１２０度未満である角部分を有し、
前記角部分の少なくとも１つには、ともに外方へ向かって凸状の第１アール面および第２アール面が形成され、
前記第１アール面と前記第２アール面とは、前記巻芯部の周方向に隣り合っており、
前記角部分に形成された前記第１アール面および前記第２アール面に接した状態で前記巻芯部に巻回されるとともに、第１端が前記第１端子電極に接続され、前記第１端とは逆の第２端が前記第２端子電極に接続された、ワイヤをさらに備え、
前記ワイヤは、少なくとも一部において多層巻きにされており、
前記巻芯部の前記断面上において、前記角部分を介して隣り合う２つの辺の各々の延長線が交わる仮想の交点から、一方の前記辺までの距離をＷ、他方の前記辺までの距離をＴとし、かつ前記ワイヤの直径をＤとしたとき、
（ＷＴ） ^0.5 ≦２Ｄ
の関係が成り立つ、
インダクタ部品。
前記断面上において、前記角部分を介して隣り合う２つの辺の各々の延長線が交わる仮想の交点から、一方の前記辺までの距離と他方の前記辺までの距離とは互いに異なる、請求項１ないし３のいずれかに記載のインダクタ部品。
前記第１アール面の曲率半径と前記第２アール面の曲率半径とは互いに異なる、請求項１ないし４のいずれかに記載のインダクタ部品。
前記第１アール面および前記第２アール面は、前記角部分のすべてに形成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載のインダクタ部品。
前記巻芯部は、前記断面上において、前記角部分として、第１の角部分、第２の角部分、第３の角部分および第４の角部分からなる４つの角部分を備え、前記第１の角部分と前記第３の角部分とが対角線方向に互いに対向し、前記第２の角部分と前記第４の角部分とが対角線方向に互いに対向し、前記巻芯部の周方向に沿って、前記第１の角部分における前記第１アール面、前記第１の角部分における前記第２アール面、前記第２の角部分における前記第２アール面、前記第２の角部分における前記第１アール面、前記第３の角部分における前記第１アール面、前記第３の角部分における前記第２アール面、前記第４の角部分における前記第２アール面、前記第４の角部分における前記第１アール面、の順に並ぶ、請求項１ないし６のいずれかに記載のインダクタ部品。
請求項７に記載のインダクタ部品に備えるコアの製造方法であって、
セラミック粉末を加圧して、前記コアとなるべき成形体を成形する成形工程と、
前記成形体を焼成する焼成工程と、
焼成後の前記成形体を研磨する工程と、
を備え、
前記成形工程は、ダイが形成するキャビティに充填された前記セラミック粉末を挟んで上パンチと下パンチとが相対的に近接することにより、前記セラミック粉末を加圧する工程を含み、
前記ダイは、前記キャビティ内において、前記巻芯部の前記第１の角部分と前記第２の角部分との間に延びる第１側面を成形する第１型面、および前記巻芯部の前記第３の角部分と前記第４の角部分との間に延びる第２側面を成形する第２型面を有し、
前記上パンチは、前記巻芯部の前記第１の角部分と前記第４の角部分との間に延びる上面を成形する第３型面を有し、
前記第３型面は、前記第１の角部分における前記第２アール面が形成されるべき部分となる第１肩部を成形する面、および前記第１肩部の内側に前記第１アール面を成形する第１凹面を含むとともに、前記第４の角部分における前記第２アール面が形成されるべき部分となる第４肩部を成形する面、および前記第４肩部の内側に前記第１アール面を成形する第４凹面を含み、
前記下パンチは、前記巻芯部の前記第２の角部分と前記第３の角部分との間に延びる下面を成形する第４型面を有し、
前記第４型面は、前記第２の角部分における前記第２アール面が形成されるべき部分となる第２肩部を成形する面、および前記第２肩部の内側に前記第１アール面を成形する第２凹面を含むとともに、前記第３の角部分における前記第２アール面が形成されるべき部分となる第３肩部を成形する面、および前記第３肩部の内側に前記第１アール面を成形する第３凹面を含み、
前記成形工程によって得られた前記成形体は、前記第１の角部分、前記第２の角部分、前記第３の角部分および前記第４の角部分の各々における前記第１アール面を形成した状態、かつ前記第１肩部、前記第２肩部、前記第３肩部および前記第４肩部を形成した状態であり、
前記研磨する工程は、前記第１肩部、前記第２肩部、前記第３肩部および前記第４肩部を研磨し、それによって前記第１肩部、前記第２肩部、前記第３肩部および前記第４肩部の各々に前記第２アール面を形成する工程を含む、
コアの製造方法。
前記第３型面は、前記第１の角部分における前記第１アール面を成形する前記第１凹面の外側に前記第１肩部を成形する第１平坦面、および前記第４の角部分における前記第１アール面を成形する前記第４凹面の外側に前記第４肩部を成形する第４平坦面を含み、
前記第４型面は、前記第２の角部分における前記第１アール面を成形する前記第２凹面の外側に前記第２肩部を成形する第２平坦面、および前記第３の角部分における前記第１アール面を成形する前記第３凹面の外側に前記第３肩部を成形する第３平坦面を含む、
請求項８に記載のコアの製造方法。
前記成形工程によって得られた前記成形体は、前記ダイと前記上パンチおよび前記下パンチとの合わせ面の間隙から余分のセラミック粉末がはみ出すことによって、前記第１肩部、前記第２肩部、前記第３肩部および前記第４肩部の少なくとも１つの端縁から延びるバリが形成された状態であり、
前記研磨する工程は、前記バリを除去する工程を含む、
請求項８または９に記載のコアの製造方法。
前記研磨する工程は、バレル研磨する工程を含む、請求項８ないし１０のいずれかに記載のコアの製造方法。