特開 2024-100108 コイル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100108

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】コイル装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/30 20060101AFI20240719BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20240719BHJP

   H01F 27/26 20060101ALI20240719BHJP

   H01F 27/24 20060101ALI20240719BHJP

   H01F 37/00 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

H01F27/30 160

H01F17/04 A

H01F17/04 F

H01F27/26 130W

H01F27/24 Q

H01F37/00 A

H01F37/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023003851

(22)【出願日】2023-01-13

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001494

【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】梅木 陸

(72)【発明者】

【氏名】藤原 清文

(72)【発明者】

【氏名】杉本 聡

【テーマコード（参考）】

5E043

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E043FA04

5E070AA01

5E070AB01

5E070BA08

5E070CA15

5E070DB06

(57)【要約】

【課題】コア同士の接着剥がれなどを防止し、耐久性に優れたコイル装置を提供すること。
【解決手段】主コア３０と、副コア４０と、コイル本体２０とを有するコイル装置である。主コア３０は、中脚部３３と、中脚部３３とベース部３１でつながっている外脚部３５ａ，３５ｂと、を持つ。副コア４０は、中脚部３３を挟んでベース部３１に対向して配置される。コイル本体２０は、導電性であり、中脚部３３と外脚部３５ａ，３５ｂとの間に形成してある端子用溝３８ａ，３８ｂに配置してあり、副コア４０に向かい合う対向面を持つ。コイル本体２０の対向面にはコイル凹部２４ａ，２４ｂが具備してあり、コイル凹部２４ａ，２４ｂに充填してある接着剤５０ｂにより、コイル本体２０と副コア４０とが接続してある。
【選択図】図２Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中脚部と、前記中脚部とベース部でつながっている外脚部と、を持つ主コアと、
前記中脚部を挟んで前記ベース部に対向して配置される副コアと、
前記中脚部と前記外脚部との間に形成してある端子用溝に配置してあり、前記副コアに向かい合う対向面を持つ導電性のコイル本体と、を有するコイル装置であって、
前記コイル本体の前記対向面にはコイル凹部が具備してあり、
前記コイル凹部に充填してある第１接着剤により、前記コイル本体と前記副コアとが接続してあるコイル装置。

【請求項2】

前記コイル凹部の深さは、前記コイル本体の厚みの１／２以下である請求項１に記載のコイル装置。

【請求項3】

前記コイル凹部の幅は、前記コイル本体の幅の１／１０以上から９／１０の範囲内である請求項１に記載のコイル装置。

【請求項4】

前記コイル凹部は複数であり、複数の前記コイル凹部は、前記コイル本体の長手方向に沿って所定間隔で配置してある請求項１に記載のコイル装置。

【請求項5】

前記コイル凹部の横断面積は、前記コイル凹部の開口から底部に向けて徐々に小さくなっている請求項１に記載のコイル装置。

【請求項6】

前記副コアに向き合っている前記中脚部の頂面と前記副コアとの間には、第２接着剤が具備してあり、前記第２接着剤により、前記主コアと副コアとが接着してある請求項１に記載のコイル装置。

【請求項7】

前記第２接着剤は、樹脂ビーズを含んでおり、
前記樹脂ビーズの粒径が、前記中脚部の頂面と前記副コアとの間のギャップを規定している請求項６に記載のコイル装置。

【請求項8】

前記中脚部の頂面には、コア凹部が具備してあり、前記コア凹部に前記第２接着剤が充填してある請求項６に記載のコイル装置。

【請求項9】

前記第２接着剤は、樹脂ビーズを含んでおり、
前記樹脂ビーズの粒径が、前記コア凹部の深さよりも大きい請求項８に記載のコイル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、たとえばインダクタなどとして用いられるコイル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インダクタとして用いられるコイル装置は、たとえばＤＣ－ＤＣコンバータを始めとして、様々な電子回路に用いられる。このようなインダクタとしては、たとえば特許文献１に示すインダクタが知られている。

【0003】

特許文献１に示すインダクタでは、コイル導体とコアとの絶縁を確保するために、絶縁シートを介在してあるが、より簡便な方法として、接着剤などをコイル導体の表面に塗布し硬化させることで、コイル導体とコアとの絶縁を確保すると共に、コイル導体とコアとの接合を図る場合がある。

【0004】

ところが、接着剤は、接着剤などをコイル導体の表面に塗布した後に、そのコイル導体の表面にコアを押し付ける際に、コイル導体を収容している収容溝の底壁まで接着剤が回り込むことがある。その回り込んだ接着剤から成る硬化した樹脂が、温度変化などにより膨張する際に、コイル導体を収容溝から押し上げて、コア同士の接着剥がれやコアのクラックなどの原因となることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－２３５７７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、コア同士の接着剥がれなどを防止し、耐久性に優れたコイル装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本開示に係るコイル装置は、
中脚部と、前記中脚部とベース部でつながっている外脚部と、を持つ主コアと、
前記中脚部を挟んで前記ベース部に対向して配置される副コアと、
前記中脚部と前記外脚部との間に形成してある端子用溝に配置してあり、前記副コアに向かい合う対向面を持つ導電性のコイル本体と、を有するコイル装置であって、
前記コイル本体の前記対向面にはコイル凹部が具備してあり、
前記コイル凹部に充填してある第１接着剤により、前記コイル本体と前記副コアとが接続してある。

【0008】

本開示に係るコイル装置では、コイル本体の対向面にはコイル凹部が具備してあり、コイル凹部に充填してある第１接着剤により、コイル本体と副コアとが接続してある。そのため、コイル本体のコイル凹部に第１接着剤を塗布した後に、そのコイル本体の表面に副コアを押し付ける際に、コイル凹部が余分な第１接着剤を吸収し、コイル本体を収容している収容溝の底壁まで第１接着剤が回り込むことがなくなる。また、環境温度の変化などにより第１接着剤が膨張したとしても、副コアとコイル本体との間の隙間が第１接着剤の膨張などを吸収し、コア同士の接着剥がれやコアのクラックなどを抑制することができる。

【0009】

好ましくは、前記コイル凹部の深さは、前記コイル本体の厚みの１／２以下である。このような範囲に設定することで、コイル本体の電気抵抗を良好に保ちながら、コイル凹部の作用効果を高めることが可能になる。

【0010】

好ましくは、前記コイル凹部の幅は、前記コイル本体の幅の１／１０以上から９／１０の範囲内である。このような範囲に設定することで、コイル本体の電気抵抗を良好に保ちながら、コイル凹部の作用効果を高めることが可能になる。

【0011】

前記コイル凹部は単一でも複数であってもよく、複数の前記コイル凹部は、前記コイル本体の長手方向に沿って所定間隔で配置してあってもよい。

【0012】

前記コイル凹部の横断面積は、前記コイル凹部の開口から底部に向けて徐々に小さくなっていてもよい。このように構成することで、コイル凹部に第１接着剤が流れ込みやすくなる。

【0013】

前記副コアに向き合っている前記中脚部の頂面と前記副コアとの間には、第２接着剤が具備してあってもよい。また、この第２接着剤により、主コアと副コアとが接着してあってもよい。

【0014】

前記第２接着剤は、樹脂ビーズを含んでいてもよく、樹脂ビーズの粒径が、中脚部の頂面と副コアとの間のギャップを規定していてもよい。このように構成することで、中脚部と副コアとの間のギャップを制御しやすくなる。

【0015】

前記中脚部の頂面には、コア凹部が具備してあってもよく、コア凹部に第２接着剤が充填してあってもよい。このコア凹部は、コイル凹部と同様な作用効果を期待することができ、しかもコイル凹部に加えてコア凹部が存在することで、主コアと副コアとの接続強度が向上する。

【0016】

前記第２接着剤は、樹脂ビーズを含んでいてもよく、前記樹脂ビーズの粒径が、前記コア凹部の深さよりも大きくてもよい。このように構成することで、主コアの中脚部と副コアとの間のギャップを制御しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は本開示の一実施形態に係るコイル装置の概略斜視図である。

【図2A】図２Ａは図１に示すコイル装置のII－II線に沿う断面図である。

【図2B】図２Ｂは図２Ａに示す主コアと副コアとを組み合わせる前の状態を示す図２Ａと同様な断面図である。

【図2C】図２Ｂは本開示の他の実施形態に係るコイル装置の図２Ａと同様な断面図である。

【図3】図３は図１に示すコイル装置の主コアと副コアとコイル本体との関係を示す分解斜視図である。

【図4A】図４Ａは図２Ａに示すコイル凹部が形成してあるコイル本体の断面の拡大図である。

【図4B】図４Ｂは本開示の他の実施形態に係るコイル凹部が形成してあるコイル本体の断面の拡大図である。

【図4C】図４Ｃは本開示のさらに他の実施形態に係るコイル凹部が形成してあるコイル本体の断面の拡大図である。

【図4D】図４Ｄは本開示のさらに他の実施形態に係るコイル凹部が形成してあるコイル本体の断面の拡大図である。

【図5】図５は本発明の比較例と実施例に係るコイル装置の横押し試験における破壊強度のバラツキを示すグラフである。

【図6】図６は本発明の比較例と実施例に係るコイル装置の横押し試験の結果からワイブル解析を行った結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面に示す実施形態について説明する。

【0019】

図１に示す実施形態に係るコイル装置１０は、たとえば電源系インダクタなどとして用いられる。なお、図面において、Ｘ軸（第１軸）、Ｙ軸（第２軸）およびＺ軸（第３軸）は、相互に垂直である。このコイル装置１０は、コイル本体２０と、主コア３０と、副コア４０と、を有する。コイル本体２０は、主コア３０のＺ軸方向の上部に配置され、さらにその上部に副コア４０が配置してある。

【0020】

図３に示すように、本実施形態では、コイル本体２０は、第１本体部２１ａと第２本体部２１ｂと第３本体部２１ｃとを有する。このコイル本体２０は、一枚の板状導体をプレス加工することにより得ることができるが、第１本体部２１ａと第２本体部２１ｂと第３本体部２１ｃとを別々に成形して接続することによりコイル本体２０を成形してもよい。

【0021】

第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂは、相互にＹ軸に沿って所定距離で離れて略平行にＸ軸に沿って延在している。第１本体部２１ａのＸ軸に沿っての一方の端部には第１端子部２２ａが設けられ、第２本体部２１ｂのＸ軸に沿っての同じ側の端部には第２端子部２２ｂが設けられている。第１端子部２２ａおよび第２端子部２２ｂは、それぞれ第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂの同じ側の一方の端部から、Ｚ軸の下方に向けて折り曲げられて成形してある。

【0022】

また、第１本体部２１ａのＸ軸に沿っての他方の端部には、第１ダミー端子部２３ａが設けられ、第２本体部２１ｂのＸ軸に沿っての他方の端部には、第２ダミー端子部２３ｂが設けられている。第１ダミー端子部２３ａおよび第２ダミー端子部２３ｂは、それぞれ第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂの同じ側の他方の端部から、Ｚ軸の下方に向けて折り曲げられて成形してある。第１端子部２２ａ、第２端子部２２ｂ、第１ダミー端子部２３ａおよび第２ダミー端子部２３ｂのＺ軸方向の下方先端は、テーパ状に狭くなっている。

【0023】

本実施形態では、第１本体部２１ａの第１ダミー端子部２３ａと第２本体部２１ｂの第２ダミー端子部２３ｂとを接続するように、Ｙ軸に沿って第３本体部２１ｃが、第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂと一体化して形成してある。本実施形態では、第１本体部２１ａと第２本体部２１ｂと第３本体部２１ｃとは、同じ板厚で構成してあることが好ましいが、異なっていてもよい。また、図２Ａに示す第１本体部２１ａのＹ軸方向幅と、第２本体部２１ｂのＹ軸方向幅とは、同じ幅であることが好ましく、さらに、これらの幅は、図３に示す第３本体部２１ｃのＺ軸方向幅と同じであることが好ましい。

【0024】

コイル本体２０を構成する導体としては、特に限定されないが、たとえば銅、銅合金、銀、金などが用いられる。コイル本体２０の表面には、端子部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂの先端を除き、絶縁被膜が形成してあってもよい。端子部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂの先端は、たとえば実装用基板のランドパターンなどに電気的に接続されるために、導体部分が露出していることが好ましい。また、端子部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ以外では、主コア３０または副コア４０に接触することから、これらのコア３０および４０の表面が導体である場合には、絶縁されることが好ましいためである。なお、これらのコア３０および４０の表面に絶縁被膜がなされていてもよい。

【0025】

図３に示すように、主コア３０は、略矩形平板状のベース部３１を有する。ベース部３１のＹ軸に沿って中央部には、Ｚ軸の上方に突出する中脚部３３がＸ軸に沿って形成してある。また、ベース部３１のＹ軸方向の一端には、Ｚ軸の上方に突出する第１外脚部３５ａがＸ軸に沿って形成してある。さらに、ベース部３１のＹ軸方向の他端には、Ｚ軸の上方に突出する第２外脚部３５ｂがＸ軸に沿って形成してある。

【0026】

ベース部３１の上部で、中脚部３３と、中脚部３３のＹ軸方向の両側に位置する一対の外脚部３５ａ，３５ｂとは、Ｘ軸に沿って相互に平行である。中脚部３３のＸ軸方向の一端は、ベース部３１の一端よりもＸ軸に沿って突出しており、中脚部３３のＸ軸方向の他端は、ベース部３１の他端と同一平面上に位置するようになっている。なお、図３において、Ｘ軸方向の一端とは、Ｘ軸に沿って奥側であり、Ｘ軸方向の他端とは、Ｘ軸に沿って手前側である。

【0027】

また、一対の外脚部３５ａ，３５ｂのそれぞれの一端は、ベース部３１よりもＸ軸に沿って、中脚部３３と同程度に突出している。そのため、ベース部３１のＸ軸方向の一端には、外脚部３５ａと中脚部３３との間で、第１端子用溝３９ａが形成され、外脚部３５ｂと中脚部３３との間で、第２端子用溝３９ｂが形成される。

【0028】

また、一対の外脚部３５ａ，３５ｂのそれぞれの他端は、中脚部３３よりもＸ軸方向に突出している。そのため、ベース部３１のＸ軸方向の他端には、外脚部３５ａと外脚部３５ｂとの間で、第３端子用溝３９ｃが形成される。ベース部３１の底面３２に対して、一対の外脚部３５ａ，３５ｂのそれぞれの底面は、Ｚ軸の下方に突出して形成してあるが、図２Ａに示すように、同一平面（面一）となるように形成してもよい。

【0029】

図３に示すように、ベース部３１の上部には、Ｙ軸に沿って外脚部３５ａと中脚部３３との間に、Ｘ軸方向に延びる第１端子用溝３８ａが形成してあり、Ｙ軸に沿って外脚部３５ｂと中脚部３３との間に、Ｘ軸方向に延びる第２端子用溝３８ｂが形成してある。第１本体収容溝３８ａは、第１端子用溝３９ａと同じＹ軸方向の幅を持ち、第１端子用溝３９ａと第３本体収容溝３８ｃとを連絡している。第２本体収容溝３８ｂは、第２端子用溝３９ｂと同じＹ軸方向の幅を持ち、第２端子用溝３９ｂと第３本体収容溝３８ｃとを連絡している。

【0030】

第１端子用溝３９ａには、コイル本体２０の第１端子部２２ａが入り込み、第２端子用溝３９ｂには、コイル本体２０の第２端子部２２ｂが入り込むようになっている。また、第１本体収容溝３８ａには、コイル本体２０の第１本体部２１ａが入り込み、第２本体収容溝３８ｂには、コイル本体２０の第２本体部２１ｂが入り込むようになっている。

【0031】

さらに、第３本体収容溝３８ｃには、第１ダミー端子部２３ａと、第２ダミー端子部２３ｂと、第３本体部２１ｃとが、一体的に入り込むようになっている。したがって、コイル本体２０の各端子部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂは、主コア３０のＸ軸方向の両端からＸ軸方向に突出しないようになっている。第３本体部２１ｃに関しても同様である。

【0032】

ただし、コイル本体２０の各端子部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂと第３本体部２１ｃとは、主コア３０のＸ軸方向の両端からＸ軸方向に多少は突出してもよい。コイル本体２０の各端子部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂのＸ軸方向の外面に付着する可能性があるハンダフィレットを確認しやすくするためである。

【0033】

なお、第１端子用溝３９ａ、第２端子用溝３９ｂおよび第３本体収容溝３８ｃを、主コア３０に設けなくてもよい。その場合には、コイル本体２０の各端子部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂと第３本体部２１ｃとは、主コア３０のＸ軸方向の両端からＸ軸方向に、コイル本体２０の厚み相当分以上で突出することになる。

【0034】

第１端子部２２ａ、第２端子部２２ｂ、第１ダミー端子部２３ａおよび第２ダミー端子部２３ｂのＺ軸に沿った下方先端は、ベース底面３２および外脚部３５ａ，３５ｂの底面よりも下方に突き出るようになっている。これらの下方先端が、たとえば実装基板のランドパターンに電気的に接続されるためである。

【0035】

本実施形態では、コイル本体２０の第１本体部２１ａ、第２本体部２１ｂおよび第３本体部２１ｃが、主コア３０の中脚部３３の周囲３方を囲み、１ターン以下で巻回してあるコイルを構成している。

【0036】

図２に示すように、主コア３０のＺ軸方向の上部には、副コア４０が配置される。副コア４０は、内面４１と外面とを有し、全体として矩形板形状を有する。副コア４０のＸ軸方向幅とＹ軸方向幅は、主コア３０のそれらと同等であることが好ましいが、多少異なっていてもよい。

【0037】

本実施形態では、図１に示すように、副コア４０のＸ軸方向の一辺の長さは、第１外脚部３５ａの側面３７ａおよび第２外脚部３５ｂの側面３７ｂのＸ軸方向の長さと略同じである。また、副コア４０のＹ軸方向の一辺の長さは、第１外脚部３５ａの側面３７ａと第２外脚部３５ｂの側面３７ｂとの間隔と略同じである。

【0038】

副コア４０の外面４２は、平坦面であり、その外周縁が面取りされていてもよい。外面４２には、略平面であり、外面４２に真空吸着ヘッドなどが着脱自在に吸着し、コイル装置１０を搬送可能になっている。副コア４０の内面４１も平坦面であり、その内面４１には、中脚３３の頂面３４、外脚部３５ａおよび３５ｂの各頂面３６ａおよび３６ｂが向き合うように、主コア３０のＺ軸方向の上部に副コア４０が配置して固定してある。

【0039】

本実施形態では、主コア３０および副コア４０は、フェライトコアで形成されている。あるいは主コア３０および副コア４０は、金属磁性体（アモルファス合金磁性体を含む）および樹脂を含む複合磁性体であってもよく、あるいは、主コア３０は、金属磁性体の焼結体であってもよい。また、副コア４０も同様に、金属磁性体および樹脂を含む複合磁性体で形成されていてもよい。あるいは、副コア４０は、金属磁性体の焼結体であってもよい。主コア３０および副コア４０の比透磁率は、たとえば１５～１００の範囲内である。金属磁性体としては、たとえばＣｏ基アモルファス合金などが用いられる。

【0040】

なお、主コア３０と副コア４０とは、異なる種類の磁性体で構成されていてもよく、あるいは、副コア４０は、たとえば樹脂やセラミックなどの非磁性体で構成してあってもよい。

【0041】

図２Ａに示すように、中脚部３３のＹ軸に沿う幅ｗ３は、外脚部３５ａ，３５ｂの各幅ｗ４よりも大きく、好ましくは、１．５～２．５倍となるように設計してある。なお、第１外脚部３５ａの幅ｗ４と、第２外脚部３５ｂの幅ｗ４とは、必ずしも同じ長さではなくてもよいが、略同一であることが好ましい。また、第１本体収容溝３８ａおよび第２本体収容溝３８ｂのＹ軸に沿う各幅ｗ５は、それぞれ第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂが各本体収容溝３８ａ，３８ｂに入り込むように決定され、これらのＹ軸に沿う幅よりも少し大きくしてある。

【0042】

第１本体収容溝３８ａおよび第２本体収容溝３８ｂのＹ軸に沿う各幅ｗ５は、好ましくは、外脚部３５ａおよび３５ｂの各幅ｗ４と同等以上で、中脚部３３の幅ｗ３よりは小さくなるように決定される。中脚部３３の幅ｗ３は、主コア３０のＹ軸に沿う全幅ｗ０に対して、１／６～１／２程度である。

【0043】

本実施形態では、各本体収容溝３８ａ，３８ｂの底面からの中脚部３３の頂面３４までの高さｈ１は、各本体収容溝３８ａ，３８ｂの底面からの各外脚部３５ａ，３５ｂの頂面までの高さｈ２よりも低くしてある。高さｈ２と高さｈ１との差（ｈ２－ｈ１）は、好ましくは、１５～５５μｍ、さらに好ましくは２０～５０μｍである。

【0044】

また、本実施形態では、中脚部３３の頂面３４と副コア４０の内面４１との間の隙間であるセンターギャップをｗ１とし、外脚部３５ａ，３５ｂの各頂面３６ａ，３６ｂと副コア４０の内面４１との間の隙間をサイドギャップｗ２とした場合に、サイドギャップｗ２よりもセンターギャップｗ１が大きいことが好ましいが、同じでも逆であってもよい。また、外脚部３５ａ，３５ｂの各頂面３６ａ，３６ｂと副コア４０の内面４１とは接触していることが好ましく、サイドギャップｗ２は実質的に０であることが好ましいが、０よりも大きくともよい。

【0045】

各本体収容溝３８ａおよび３８ｂに収容されている本体部２１ａ，２１ｂのＺ軸に沿う厚みｔ１（図４Ａ参照）は、図２Ａに示す中脚部３３の高さｈ１と同程度であることが好ましいが、それよりも小さくてもよく、大きくてもよい。本体部２１ａ，２１ｂのＺ軸に沿う厚みが大きいほど、コイル本体２０の直流抵抗を小さくすることができる。

【0046】

本実施形態では、本体部２１ａ，２１ｂのＺ軸に沿う厚みｔ１（図４Ａ参照）は、図２Ａに示す外脚部３５ａ，３５ｂの高さｈ２と同等か、それよりも小さいことが好ましい。ただし、副コア４０の内面４１を平坦面では無く、各本体収容溝３８ａ，３８ｂに対応する位置で、内面４１に本体収容溝を形成することで、本体部２１ａ，２１ｂのＺ軸に沿う厚みは、外脚部３５ａ，３５ｂの高さｈ２よりも大きくすることも可能である。

【0047】

本実施形態では、コイル本体２０の第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂのＺ軸に沿った上面（副コア４０との対向面）に、それぞれコイル凹部２４ａ，２４ｂが具備してある。本実施形態では、それぞれの本体部２１ａ，２１ｂの長手方向（Ｘ軸）に沿って所定間隔で二つ以上の複数でコイル凹部２４ａ，２４ｂが具備してあるが、それぞれ単数で具備してあってもよい。

【0048】

コイル凹部２４ａ，２４ｂが具備してあるコイル本体２０の第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂの表面（対向面）は、図２Ａに示すように、副コア４０の内面４１に所定間隔で向き合っている。第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂの表面と、副コア４０の内面４１と、の間の所定間隔は、前述のセンターギャップｗ１と同程度であるが、異なっていてもよい。

【0049】

図４Ａに示すように、それぞれのコイル凹部２４ａ，２４ｂのＺ軸に沿う深さｄ１は、コイル本体２０の本体部２１ａ，２１ｂの厚みの１／２以下、さらに好ましくは、１／２０～１／５である。このような範囲に設定することで、コイル本体２０の本体部２４ａ，２４ｂの電気抵抗を良好に保ちながら、コイル凹部２４ａ，２４ｂの作用効果を高めることが可能になる。なお、本実施形態では、コイル凹部２４ａ，２４ｂが具備してある本体部２１ａ，２１ｂの面と反対側の面は、平坦面であることが好ましいが、各凹部２４ａ，２４ｂに対応して凸部が設けられていてもよい。

【0050】

図４Ａに示すように、それぞれのコイル凹部２４ａ，２４ｂの幅ｗ６は、コイル本体２０の本体部２１ａ，２１ｂの幅ｗ７の１／１０以上から９／１０の範囲内であり、さらに好ましくは１／４～１／２である。このような範囲に設定することで、コイル本体の電気抵抗を良好に保ちながら、コイル凹部２４ａ，２４ｂの作用効果を高めることが可能になる。なお、コイル本体２０の本体部２１ａ，２１ｂの幅ｗ７は、図２Ａに示す第１本体収容溝３８ａおよび第２本体収容溝３８ｂのＹ軸に沿う各幅ｗ５よりも小さい。

【0051】

図２Ａに示すように、本実施形態では、中脚３３の頂面３４と副コア４０の内面４１との間に接着剤５０ａが介在してあり、外脚部３５ａおよび３５ｂの頂面３６ａ，３６ｂと副コア４０の内面との間には接着剤が介在されていない。すなわち、本実施形態では、主コア３０と副コア４０とは、中脚部３３の接着剤５０ａで固定してある。接着剤５０ａの厚みは、センターギャップｗ１と同じであることが好ましい。

【0052】

また、本実施形態では、図２Ａに示すように、コイル本体２０の本体部２４ａ，２４ｂの上面と副コア４０の内面４１との間に接着剤５０ｂが介在してあり、コイル本体２０と副コア４０とは、接着剤５０ｂで固定してある。

【0053】

本実施形態では、コイル本体２０の本体部２１ａ，２１ｂの上面にはコイル凹部２４ａ，２４ｂが具備してあり、コイル凹部２４ａ，２４ｂに充填してある接着剤（第１接着剤）５０ｂにより、コイル本体２０と副コア４０とが接続してある。

【0054】

そのため、図２Ｂに示すように、コイル本体２０のコイル凹部２４ａ，２４ｂに接着剤５０ｂを塗布した後に、そのコイル本体２０の表面に副コア４０を押し付ける際に、コイル凹部２４ａ，２４ｂが余分な接着剤５０ｂを吸収し、コイル本体２０を収容している収容溝３８ａ，３８ｂの底壁まで接着剤５０ｂが回り込むことがなくなる。

【0055】

また、環境温度の変化などにより接着剤５０ｂが膨張したとしても、副コア４０とコイル本体２０との間の隙間が接着剤５０ｂの膨張などを吸収し、コア３０，４０同士の接着剥がれやコア３０，４０のクラックなどを抑制し、コイル装置の耐久性が向上する。

【0056】

なお、本実施形態では、図４Ｂ、図４Ｃまたは図４Ｄに示すように、コイル凹部２４ａ，２４ｂの横断面積は、コイル凹部２４ａ，２４ｂの開口から底部に向けて徐々に小さくなっていてもよい。図４Ｂでは、コイル凹部２４ａ，２４ｂの横断面形状は、逆台形の形状であり、図４Ｃでは、コイル凹部２４ａ，２４ｂの横断面形状は、逆三角形の形状であり、図４Ｄでは、コイル凹部２４ａ，２４ｂの横断面形状は、真円または楕円の円弧形状を有する。このように構成することで、コイル凹部２４ａ，２４ｂに接着剤５０ｂが流れ込みやすくなる。

【0057】

さらに、本実施形態では、図２Ａに示すように、副コア４０の内面４１に向き合っている中脚部３３の頂面３４と副コア４０との間には、接着剤（第２接着剤）５０ａが具備してあってもよい。また、この接着剤５０ａにより、主コア３０と副コア４０とが接着してあってもよい。

【0058】

接着剤５０ａは、樹脂ビーズを含んでいてもよく、樹脂ビーズの粒径が、中脚部３３の頂面３４と副コア４０との間のギャップｗ１を規定していてもよい。このように構成することで、中脚部３３と副コア４０との間のギャップｗ１を制御しやすくなる。

【0059】

さらに、他の実施形態では、図２Ｃに示すように、中脚部３３の頂面３４には、コア凹部３４ａが具備してあってもよく、コア凹部３４ａに接着剤５０ａが充填してあってもよい。このコア凹部３４ａは、コイル凹部２４ａ，２４ｂと同様な作用効果を期待することができ、しかもコイル凹部２４ａ，２４ｂに加えてコア凹部３４ａが存在することで、主コア３０と副コア４０との接続強度が向上する。

【0060】

なお、接着剤５０ｂが樹脂ビーズを含んでいる場合には、樹脂ビーズの粒径が、コア凹部３４ａの深さよりも大きくてもよい。このように構成することで、主コア３０の中脚部３３と副コア４０との間のギャップｗ１を制御しやすくなる。

【0061】

作業性の観点からは、接着剤５０ａと接着剤５０ｂとは、同じ種類の接着剤であることが好ましいが、必ずしも同一種類の接着剤である必要はない。たとえば一方の接着剤を樹脂ビーズを含み、他方の接着剤は、樹脂ビーズを含まなくてもよい。あるいは、接着剤の主成分を異ならしめてもよい。接着剤の主成分としては、特に限定されないが、たとえばエポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが好適に用いられる。

【0062】

なお、金属磁性体を含むコア３０および４０は、一般的には、比透磁率が１５～１００であり、フェライトコアに比較して比透磁率が低いが、中脚部３３と副コア４０との間の隙間の幅ｗ１を調節することによって、所望の高いインダクタンスを得ることができる。なお、金属磁性体を含むコア以外であっても、比透磁率が１５～１００程度に低いコアを有するコイル装置に、本実施形態の構成を適用することで、所望の高いインダクタンスを得ることができる。

【0063】

本実施形態では、中脚部３３と副コア４０との間のセンターギャップｗ１が、１５～５５μｍ、さらに好ましくは２０～５０μｍである。このような所定幅のセンターギャップｗ１に設定することで、インダクタンスが向上することが確認されている。

【0064】

しかも本実施形態では、コイル本体２０が、板状の導体で形成されている。このように構成することで、直流抵抗も低くなり、大容量の電流を流すことができ、たとえば電源系のインダクタとしても好適に用いることができる。

【0065】

さらに、本実施形態のコイル装置１０では、コイル本体２０が、中脚部３３に１ターン未満で巻回されている場合であっても、中脚部３３と副コア４０との間の隙間の幅ｗ１を調節することによって、所望の高いインダクタンスを得ることができる。また、コイル本体２０を、１ターン未満とすることで、直流抵抗も低くなり、コイル本体２０に対して比較的に大きな許容電流を流すことが可能になる。

【0066】

また本実施形態では、図３に示す第１端子部２２ａと第２端子部２２ｂとは、それぞれインダクタ素子の入出力端子として用いることが可能であり、図示省略してある実装用基板に接続すれば、基板に装着してある他の電子素子に接続することができる。また、双方のダミー端子部２３ａ，２３ｂも実装用基板に接続されることで、実装用基板に対するコイル装置１０の実装強度が向上する。

【0067】

しかも本実施形態では、コイル本体２０が、副コア４０のみに固定されている。コイル本体２０が、主コア３０および副コア４０の双方に固定されてしまうと、導体であるコイル本体２０と、非導体で構成された主コア３０または副コア４０との間で、高温での温度変化による熱応力により変形が生じる可能性があり、センターギャップまたはサイドギャップが変化する可能性がある。しかしながら、コイル本体２０が、副コア４０のみに固定してあれば、高温での温度変化による熱膨張差などによる応力などの影響が少なく、温度変化に対する特性の安定性が高まる。

【0068】

また本実施形態では、中脚部３３の幅ｗ３が、外脚部３５ａ，３５ｂの幅ｗ４よりも大きく、好ましくは、中脚部３３の幅ｗ３が、外脚部３５ａ，３５ｂの幅ｗ４の１．５～２．５倍である。このように設定することで、コイル本体２０の周りに発生する磁力線の通りがよくなり、インダクタンスなどの特性が向上する。

【0069】

なお、本開示は、上述した実施形態に限定されるものではなく、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、第３本体部２１ｃは、第１ダミー端子２３ａおよび第２ダミー端子２３ｂを介して、第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂと接続しているが、第３本体部２１ｃは、第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂと直接に接続していてもよい。

【0070】

また、上述した実施形態では、頂面３４、頂面３６ａおよび頂面３６ｂは平面であるが、これらの頂面はいずれも、曲面であってもよく、段差面であってもよい。

【0071】

さらに、上述した実施形態では、副コア４０として、いわゆるＩコアを用いたが、外脚部を有するいわゆるＣコアを用いて、副コア４０の外脚部が、主コア３０の外脚部３５ａ，３５ｂに向き合うように配置してもよい。あるいは、主コア３０のように、中脚部３３および外脚部３５ａ，３５ｂを有するいわゆるＥコアを副コア４０として用いてもよい。すなわち、副コアの中脚部および外脚部が、主コアの中脚部および外脚部に向き合うように配置してもよい。

【0072】

また、上述の実施形態では、主コア３０は、高温環境下（１００～１７０℃）で使用するために、温度変化の小さい金属磁性体を用いているが、これに限定されず、フェライトコアであってもよい。

【0073】

さらに、他の実施形態として、主コア３０の中脚部をＹ軸方向に２つ以上で、平行に配置してあってもよい。この場合は、各中脚部の間に、本体収容溝をさらに形成することになる。この実施形態でも、コイル本体は、１つの板状の導体で形成されることが可能であり、端部に通電用の端子部を有している。

【実施例0074】

以下、さらに詳細な実施例について説明する。

【0075】

実施例１
図１に示すコイル装置を作製した。第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂには、図４Ｂに示す横断面形状のコイル凹部２４ａ，２４ｂを、それぞれ２つ形成した。第１本体部２１ａおよび第２本体部２１ｂの厚みｔ１（図４Ａ参照）は、それぞれ０．６ｍｍであり、幅ｗ７は１．２ｍｍであり、コイル凹部２４ａ，２４ｂの深さｄ１は０．１２ｍｍであり、コイル凹部２４ａ，２４ｂの最大幅ｗ６は、０．６ｍｍであった。

【0076】

図２Ａに示す接着剤５０ａおよび５０ｂとしては、エポキシ樹脂系接着剤を用い、４つのコイル凹部２４ａ，２４ｂの位置に、それぞれ接着剤５０ｂを約０．０１グラムで塗布し、中脚部３３のＺ軸に沿う頂面には、接着剤５０ａを、それぞれ約０．０２グラムでＸ軸に沿って略均等間隔で３カ所に塗布した。これらの接着剤５０ａ，５０ｂを用いて、コイル本体２０が装着してある主コア３０を副コア４０と接着し、３０個のコイル装置１０のサンプルを作製した。

【0077】

このようにして得られたコイル装置１０のサンプルを実装用基板に接着し、基板付きのコイル装置についてリフロー熱処理（２６０°Ｃがピーク温度）を１０回行い、その後に、副コアのみにＸ軸に沿う横押し荷重を加え、副コア４０がコイル本体２０から剥がれてコイル装置１０が破壊される破壊強度（Ｎ）を求めた。結果を、図５中のＥｘ．１で示す。また、破壊強度試験の結果から、ワイブル解析により、コイル装置の製品としての保証値の目安となる推定不良率が３ｐｐｂ（１０億個に３個）となる強度を算出したところ、図６のＥｘ．１に示すように、約９５．８４Ｎとの結果が得られた。

【0078】

比較例１
コイル凹部２４ａ，２４ｂを形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、３０個のコイル装置１０のサンプルを作製した。実施例１と同様にして破壊強度試験とワイブル解析を行った。結果を図５および図６のＣＥｘ．１に示す。比較例１では、図６のＣＥｘ．１に示すように、約３９．５８Ｎとの結果が得られた。

【0079】

評価
図５に示すように、比較例１（ＣＥｘ．１）に比較して、実施例１（Ｅｘ．１）では、破壊強度のバラツキを示す標準偏差σが２／３程度に減少することが確認できた。その理由としては、接着剤５０ｂがコイル凹部２４ａ，２４ｂに留まり、破壊強度のバラツキが小さくなったと考えられる。また、図６に示すように、比較例１（ＣＥｘ．１）に比較して、実施例１（Ｅｘ．１）では、保証可能な破壊強度が２倍以上に向上することが確認できた。

【符号の説明】

【0080】

１０… コイル装置
２０… コイル本体
２１ａ… 第１本体部
２１ｂ… 第２本体部
２１ｃ… 第３本体部
２２ａ… 第１端子部
２２ｂ… 第２端子部
２３ａ… 第１ダミー端子部
２３ｂ… 第２ダミー端子部
２４ａ，２４ｂ… コイル凹部
３０… 主コア
３１… ベース部
３２… ベース底面
３３… 中脚部
３４，３６ａ，３６ｂ… 頂面
３４ａ… コア凹部
３５ａ… 第１外脚部
３５ｂ… 第２外脚部
３７ａ，３７ｂ… 側面
３８ａ… 第１本体収容溝
３８ｂ… 第２本体収容溝
３８ｃ… 第３本体収容溝
３９ａ… 第１端子用溝
３９ｂ… 第２端子用溝
４０… 副コア
４１… 内面
４２… 外面
５０ａ，５０ｂ… 接着剤

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】