特開 2024-93472 複合インダクタおよびそれを用いたＤＣ－ＤＣコンバータ

(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】P2024093472

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】複合インダクタおよびそれを用いたＤＣ－ＤＣコンバータ

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/00 20060101AFI20240702BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20240702BHJP

   H01F 27/24 20060101ALI20240702BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

H01F27/00 R

H01F17/04 F

H01F17/04 A

H01F27/24 J

H02M3/155 Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209864

(22)【出願日】2022-12-27

(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】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】黒田 朋史

【テーマコード（参考）】

5E070

5H730

【Ｆターム（参考）】

5E070AA05

5E070AB10

5E070BB01

5E070BB03

5E070CA07

5H730AS05

5H730BB13

5H730BB82

5H730ZZ17

(57)【要約】

【課題】コイル導体間の結合を抑制しつつ、磁気飽和の抑制が図られた複合インダクタおよびそれを用いたＤＣ－ＤＣコンバータを提供する。
【解決手段】 インダクタ１においては、一対のコイル導体２０Ａ、２０Ｂの間に介在する磁性体３０により、一対のコイル導体２０Ａ、２０Ｂの間における磁束が遮蔽される。インダクタ１では、磁性体３０の側面３０ｅ、３０ｆが各コイル導体２０の並列部２１より外側に突出しているので、並列部２１に生じる磁束が磁性体３０により遮蔽される。また、インダクタ１では、磁性体３０の上面３０ａが各コイル導体２０の連結部２２の上面２２ａより下方に位置しているため、コイル導体２０の連結部２２において発生する磁界の影響を磁性体３０が受けにくくなる。それにより、磁性体３０内の磁束分布が均一になり、磁気飽和の抑制が図られる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直方体形状の外形を有し、第１方向において対面する一対の第１側面と、前記第１方向に対して直交する第２方向において対面する一対の第２側面と、前記第１方向および前記第２方向に対して直交する第３方向において対面する一対の第３側面とを有し、磁性材料を含む材料で構成された第１素体部を有する素体と、
前記素体内に設けられ、前記第１方向に沿って延びる第１導体と、前記第１方向に沿って延びるとともに前記第２方向において前記第１導体と隣り合う第２導体と、前記第２方向に沿って延びて前記第１導体および前記第２導体の前記第１方向における一方側の端部同士を連結する第３導体とを備える第１のコイル導体と、
前記素体内に設けられ、前記第１のコイル導体と前記第３方向において並び、前記第１導体と前記第２導体と前記第３導体とを備える第２のコイル導体と、
前記素体内に設けられ、直方体形状の外形を有するとともに、前記第３方向において前記第１のコイル導体と前記第２のコイル導体との間に介在し、前記第１方向において対面する一対の第４側面と、前記第２方向において対面する一対の第５側面と、前記第３方向において対面する一対の第６側面とを有し、前記第１素体部より透磁率が高い磁性体と
を備え、
前記磁性体の一対の第５側面が、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および第２導体よりも外側に突出して前記素体の一対の第２側面に近接しており、
前記磁性体の前記一対の第４側面のうちの前記第１方向における一方側に位置する前記第４側面が、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第３導体の前記第１方向における一方側の面より前記第１方向における他方側に位置する、複合インダクタ。

【請求項2】

前記素体の第１素体部が、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体と第２導体とに間に位置する第１部分と、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第２方向における前記第１導体と第２導体との外側に位置する第２部分と、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体の前記第３方向における外側において前記第１部分と前記第２部分とを連結する第３部分とを有する、請求項１に記載の複合インダクタ。

【請求項3】

前記素体の第１素体部が、前記第２方向における前記磁性体の外側に位置する第４部分をさらに有する、請求項２に記載の複合インダクタ。

【請求項4】

前記磁性体の前記一対の第５側面のそれぞれの、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および第２導体からの突出長さが、前記第２方向に関する前記第４部分の長さより長い、請求項３に記載の複合インダクタ。

【請求項5】

前記素体の第１素体部が、前記磁性体の前記一対の第４側面のうちの前記第１方向における他方側に位置する前記第４側面と、前記第１素体部の前記第１部分、前記第２部分および前記第３部分の前記第１方向における他方側の面とを一体的に覆う第５部分をさらに有する、請求項２に記載の複合インダクタ。

【請求項6】

前記素体が、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第３導体の前記第１方向における一方側の面と、前記磁性体の前記第１方向における一方側の面と、前記第１素体部の前記第２部分および前記第３部分の前記第１方向における一方側の面とを一体的に覆うとともに樹脂を含む材料で構成された第２素体部をさらに備える、請求項２に記載の複合インダクタ。

【請求項7】

前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および前記第２導体と前記磁性体との距離は、前記第３方向に関する前記第１素体部の第３部分の長さより短く、かつ、前記第３方向に関する前記磁性体の長さより短い、請求項１に記載の複合インダクタ。

【請求項8】

前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および前記第２導体と前記磁性体との間は前記第１素体部を構成する材料で充たされている、請求項１に記載の複合インダクタ。

【請求項9】

前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および前記第２導体と前記磁性体とが接している、請求項１に記載の複合インダクタ。

【請求項10】

前記磁性体が、アモルファスリボンまたはナノ結晶リボンで構成された複数の磁性薄帯が絶縁層を介して第１方向に積層されて構成されている、請求項１に記載の複合インダクタ。

【請求項11】

前記磁性体が、アモルファスリボンまたはナノ結晶リボンで構成された複数の磁性薄帯が絶縁層を介して第１方向に積層された磁性体ブロックを複数含む、請求項１に記載の複合インダクタ。

【請求項12】

前記複数の磁性体ブロックが前記第１方向に積層されている、請求項１１に記載の複合インダクタ。

【請求項13】

前記磁性体の前記一対の第５側面および前記一対の第６側面のそれぞれが凹凸面であり、該凹凸面が前記素体の第１素体部と接している、請求項１に記載の複合インダクタ。

【請求項14】

請求項１に記載の複合インダクタを備える、ＤＣ－ＤＣコンバータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複合インダクタおよびそれを用いたＤＣ－ＤＣコンバータに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、内部にコイル導体が設けられた複数の磁性コアと、磁性コアより透磁率が高い複数のシールド部とが並んだ構成を有するインダクタであって、一部品中に複数のコイル導体を含む複合インダクタが開示されている。本文献における複合インダクタでは、隣り合う２つの磁性コアの間に介在するシールド部により両磁性コアのコイル導体間の結合が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－０１９１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した従来技術に係るインダクタでは、磁気飽和が生じた場合にインダクタ特性の低下を招き得る。発明者らは、インダクタの磁気飽和について研究を重ね、磁気飽和を抑制することができる技術を新たに見出した。

【0005】

本開示は、コイル導体間の結合を抑制しつつ、磁気飽和の抑制が図られた複合インダクタおよびそれを用いたＤＣ－ＤＣコンバータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一形態に係る複合インダクタは、直方体形状の外形を有し、第１方向において対面する一対の第１側面と、第１方向に対して直交する第２方向において対面する一対の第２側面と、第１方向および第２方向に対して直交する第３方向において対面する一対の第３側面とを有し、磁性材料を含む材料で構成された第１素体部を有する素体と、素体内に設けられ、第１方向に沿って延びる第１導体と、第１方向に沿って延びるとともに第２方向において第１導体と隣り合う第２導体と、第２方向に沿って延びて第１導体および第２導体の第１方向における一方側の端部同士を連結する第３導体とを備える第１のコイル導体と、素体内に設けられ、第１のコイル導体と第３方向において並び、第１導体と第２導体と第３導体とを備える第２のコイル導体と、素体内に設けられ、直方体形状の外形を有するとともに、第３方向において第１のコイル導体と第２のコイル導体との間に介在し、第１方向において対面する一対の第４側面と、第２方向において対面する一対の第５側面と、第３方向において対面する一対の第６側面とを有し、第１素体部より透磁率が高い磁性体とを備え、磁性体の一対の第５側面が、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第１導体および第２導体よりも外側に突出して素体の一対の第２側面に近接しており、磁性体の一対の第４側面のうちの第１方向における一方側に位置する第４側面が、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第３導体の第１方向における一方側の面より第１方向における他方側に位置している。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、コイル導体間の結合を抑制しつつ、磁気飽和の抑制が図られた複合インダクタおよびそれを用いたＤＣ－ＤＣコンバータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係る複合インダクタを示す概略斜視図である。

【図2】図１の複合インダクタを端面から見た図である。

【図3】図１の複合インダクタのコイル導体および磁性体を示した分解斜視図である。

【図4】図３のコイル導体を示した概略斜視図である。

【図5】図３のコイル導体を示した正面図である。

【図6】図１の磁性体の構成を示した図である。

【図7】異なる態様の磁性体を示した図である。

【図8】図１の複合インダクタのＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図である。

【図9】図１に示した複合インダクタが用いられるＤＣ－ＤＣコンバータの回路を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本開示の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0010】

図１に、一実施形態に係るインダクタ１を示す。インダクタ１は、素体１０と、一対のコイル導体２０と、一つの磁性体３０とを備えて構成されている。すなわち、本実施形態に係るインダクタ１は、２つのインダクタが設けられた複合インダクタである。

【0011】

インダクタ１に含まれる一対のコイル導体２０（２０Ａおよび２０Ｂ）は、図９に示すＤＣ－ＤＣコンバータ５の回路の各チョークコイルに採用され得る。ＤＣ－ＤＣコンバータ５は、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、チョークコイル２０Ａ、２０Ｂ、ダイオードＤ１、Ｄ２による変換部を一対備え、これら変換部が並列接続されたマルチフェーズコンバータであり、各変換部のチョークコイル２０Ａ、２０Ｂとして上記インダクタ１が採用され得る。ＤＣ－ＤＣコンバータ５の構成についてより詳しく説明すると、ＤＣ－ＤＣコンバータ５は、一対の入力端子Ａ１、Ａ２と、一対の出力端子Ｂ１、Ｂ２と、入力端子Ａ１と出力端子Ｂ１の間に直列にこの順に接続されたスイッチング素子ＳＷ１およびチョークコイル２０Ａと、入力端子Ａ１と出力端子Ｂ１の間に直列にこの順に接続されたスイッチング素子ＳＷ２およびチョークコイル２０Ｂと、出力端子Ｂ１、Ｂ２間に接続されたキャパシタＣ１とを備えている。スイッチング素子ＳＷ１とチョークコイル２０Ａからなる回路と、スイッチング素子ＳＷ２とチョークコイル２０Ｂからなる回路は、入力端子Ａ１と出力端子Ｂ１の間に並列に接続される。入力端子Ａ２と出力端子Ｂ２はグランドラインを構成する。スイッチング素子ＳＷ１およびチョークコイル２０Ａの接続点とグランドラインの間にはダイオードＤ１が逆方向に接続され、スイッチング素子ＳＷ２およびチョークコイル２０Ｂの接続点とグランドラインの間にはダイオードＤ２が逆方向に接続される。スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２は、図示しない制御回路によって交互にオンオフされ、これにより、入力電圧を降圧した出力電圧が生成される。ＤＣ－ＤＣコンバータ５における一対のチョークコイル２０Ａ、２０Ｂを、インダクタ１の一対のコイル導体２０で構成することで、ＤＣ－ＤＣコンバータ５を構成する部品点数の削減を図ることができる。

【0012】

素体１０は、略直方体形状の外形を有する。素体１０は、第１方向である上下方向において対面する上面１０ａおよび下面１０ｂ（一対の第１側面）と、第１方向に対して直交する第２方向において対面する一対の側面１０ｅ、１０ｆ（一対の第２側面）と、第１方向および第２方向に対して直交する第３方向において対面する一対の端面１０ｃ、１０ｄ（一対の第３側面）とを有する。本実施形態に係る素体１０は、第１の素体部１１、第２の素体部１２および第３の素体部１３を含んで構成されている。第１の素体部１１は、素体１０の上面１０ａを構成し、第３の素体部１３は素体１０の下面１０ｂを構成し、第２の素体部１２は素体１０の上下方向において第１の素体部１１と第３の素体部１３との間に介在している。

【0013】

素体１０内に、一対のコイル導体２０および磁性体３０が設けられている。一対のコイル導体２０は、素体１０の側面１０ｃ、１０ｄの対面方向に沿って並んでおり、一対のコイル導体２０の間に磁性体３０が介在している。以下の説明では、必要に応じて、一対のコイル導体２０のうち、側面１０ｃ側に位置するコイル導体２０を第１コイル導体２０Ａ、側面１０ｄ側に位置するコイル導体２０を第２コイル導体２０Ｂと言い分ける。

【0014】

一対のコイル導体２０はいずれも、図２および図３に示すとおり、１本の細長い帯状導体が略矩形波状となった構成を有する。各コイル導体２０は、たとえば１本の細長い帯状導体を折り曲げて形成することができる。各コイル導体２０は、より詳しくは、一対の並列部２１と連結部２２と一対の端子部２３とを備えて構成されている。各コイル導体２０は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉなどから選ばれる金属で構成されており、本実施形態ではＣｕで構成されている。各コイル導体２０の表面は、図示しない絶縁被覆によって覆われていてもよく、たとえば各並列部２１および連結部２２が絶縁被覆で覆われていてもよい。

【0015】

一対の並列部２１は第１の並列部２１Ａ（第１導体）および第２の並列部２１Ｂ（第２導体）で構成されており、第１の並列部２１Ａと第２の並列部２１Ｂとは同じ長さを有し、互いに平行に延びている。図１に示すようにコイル導体２０が素体１０に取り付けられた状態では、一対の並列部２１は素体１０の厚さ方向（すなわち、上面１０ａと下面１０ｂとが対面する第１方向）に延びている。第１の並列部２１Ａおよび第２の並列部２１Ｂはいずれも上面１０ａ側に位置する上端部２１ａ（第１端部）を有し、上端部２１ａ同士は一対の側面１０ｅ、１０ｆの対面方向に並んで位置している。同様に、第１の並列部２１Ａおよび第２の並列部２１Ｂはいずれも下面１０ｂ側に位置する下端部２１ｂ（第２端部）を有し、下端部２１ｂ同士は一対の側面１０ｅ、１０ｆの対面方向に並んで位置している。一対の並列部２１はいずれも、図４に示すようにその延在方向に対して直交する断面において矩形状断面を有し、素体１０の端面１０ｃ、１０ｄに対して平行である側面２１ｃ、２１ｄを有するとともに、素体１０の側面１０ｅ、１０ｆに対して平行である外側面２１ｅおよび内側面２１ｆを有する。並列部２１の側面２１ｃは素体１０の端面１０ｃ側を向いており、側面２１ｄは素体１０の端面１０ｄ側を向いている。並列部２１の外側面２１ｅは外方を向いており、内側面２１ｆは内方を向いて互いに対向している。

【0016】

連結部２２（第３導体）は、一対の並列部２１のそれぞれの上端部２１ａを連結する部分であり、素体１０の一対の側面１０ｅ、１０ｆの対面方向に一直線状に延びている。連結部２２は、図４に示すようにその延在方向に対して直交する断面において矩形状断面を有し、素体１０の上下面１０ａ、１０ｂに対して平行である上下面２２ａ、２２ｂを有するとともに素体１０の端面１０ｃ、１０ｄに対して平行である側面２２ｃ、２２ｄを有する。連結部２２の側面２２ｃは素体１０の端面１０ｃ側を向いており、側面２２ｄは素体１０の端面１０ｄ側を向いている。並列部２１と連結部２２との接続箇所２６（図２参照）は、直角に湾曲しており、その外表面および内表面は湾曲面を構成している。

【0017】

一対の端子部２３（第４導体）はいずれもコイル導体２０の端部であり、一対の並列部２１のそれぞれの下端部２１ｂから互いに離れるように延びている。図２に示すようにコイル導体２０が素体１０に取り付けられた状態では、一対の端子部２３は、素体１０の下面１０ｂ上に露出し、側面１０ｅ、１０ｆの対面方向に沿って延びる。詳しくは、図２に示すように、一対の端子部２３のうちの第１の端子部２３Ａが側面１０ｅに向かって延び、第２の端子部２３Ｂが側面１０ｆに向かって延びる。一対の端子部２３はいずれも、図４に示すようにその延在方向に対して直交する断面において矩形状断面を有し、素体１０の上下面１０ａ、１０ｂに対して平行である上下面２３ａ、２３ｂを有するとともに素体１０の端面１０ｃ、１０ｄに対して平行である側面２３ｃ、２３ｄを有する。端子部２３の側面２３ｃは素体１０の端面１０ｃ側を向いており、側面２３ｄは素体１０の端面１０ｄ側を向いている。本実施形態において、各端子部２３の高さｈ（すなわち、第１方向に関する長さ）は、各並列部２１の幅Ｗ（すなわち、第２方向に関する長さ）より短くなるように構成されている。一対の端子部２３は、インダクタ１の端子として機能し、インダクタ１が表面実装される回路基板側の端子と電気的に接続され得る。本実施形態では、一対の端子部２３は下面１０ｂ上において終端しているが、必要に応じて側面１０ｅ、１０ｆに沿って延びるように引き延ばしてもよい。また、一対の端子部２３は、接触しない範囲で互いに近づくように側面１０ｅ、１０ｆの対面方向に沿って延びていても構わない。コイル導体２０は一対の端子部２３を備えない形態であってもよく、この場合、一対の並列部２１の下端部２１ｂで実装され得る。

【0018】

磁性体３０は、長方形板状の外形を有し、第１方向および第２方向を含む面に対して平行に延在している。磁性体３０は、第１方向において対面する上面３０ａおよび下面３０ｂ（一対の第４側面）と、第２方向において対面する一対の側面３０ｅ、３０ｆ（一対の第５側面）と、第３方向において対面する一対の端面３０ｃ、３０ｄ（一対の第６側面）とを有する。磁性体３０の上面３０ａおよび下面３０ｂは、素体１０の上面１０ａおよび下面１０ｂに対してそれぞれ平行である。磁性体３０の端面３０ｃおよび端面３０ｄは、素体１０の端面１０ｃおよび端面１０ｄに対してそれぞれ平行である。磁性体３０の側面３０ｅおよび側面３０ｆは、素体１０の側面１０ｅおよび側面１０ｆに対してそれぞれ平行である。図２に示すように、磁性体３０の上面３０ａは各コイル導体２０の連結部２２の上面２２ａより下方に位置している。磁性体３０の下面３０ｂは、素体１０の下面１０ｂには露出しておらず、上下方向において磁性体３０と素体下面１０ｂとの間には第３の素体部１３が介在している。なお、磁性体３０の上面３０ａの高さ位置は、各コイル導体２０の連結部２２の下面２２ｂの高さ位置より下方であってもよく、各コイル導体２０の連結部２２の上面２２ａの高さ位置と下面２２ｂの高さ位置との間であってもよい。

【0019】

磁性体３０は、比較的高い透磁率を有するように構成され、後述する第２の素体部１２および第３の素体部１３を構成する磁性粉含有樹脂の透磁率より高い透磁率を有するように設計され得る。本実施形態に係る磁性体３０は、図６に示すように、素体１０の上下方向（すなわち第１方向）に積層された複数の磁性薄帯３２（より詳しくは金属軟磁性体からなる薄帯）を含み、複数の磁性薄帯３２と複数の接着層３４とが交互に並ぶ積層構造を有する。磁性体３０の上面３０ａおよび下面３０ｂは、磁性薄帯３２または接着層３４で構成されていてもよい。磁性体３０を構成する磁性薄帯３２の層数は一例として１２０層である。磁性薄帯３２は、たとえば、アモルファス合金、微結晶合金、パーマロイ、ナノヘテロ構造からなる合金等の磁性合金などで構成され得る。アモルファス合金材料には、Ｆｅ基アモルファス軟磁性材料、Ｃｏ基アモルファス軟磁性材料などがあり、また、微結晶合金にはＦｅ基ナノ結晶軟磁性材料などがある。ナノヘテロ構造とは微結晶がアモルファス中に存在する構造のことを指す。磁性体３０の表面は、必要に応じて図示しない絶縁被覆によって覆われていてもよい。

【0020】

本実施形態に係る磁性体３０は複数の磁性薄帯３２を含んで構成されているため、端面３０ｃ、３０ｄおよび側面３０ｅ、３０ｆは平滑になりにくく、上下方向の全長にわたってある程度の凹凸が生じている。その結果、磁性体３０は、上下面３０ａ、３０ｂに比べて端面３０ｃ、３０ｄおよび側面３０ｅ、３０ｆは粗面となっている。この粗面により、磁性体３０と接する素体１０との密着性向上が図られている。

【0021】

磁性体３０は、複数のブロック（磁性体ブロック）で構成されていてもよい。たとえば、図７に示すように、磁性体３０は上下方向に重なる２つの磁性体ブロック３０Ａ、３０Ｂで構成されていてもよい。各磁性体ブロック３０Ａ、３０Ｂは、図６に示した複数の磁性薄帯３２と複数の接着層３４とが交互に並ぶ積層構造を有する。磁性体ブロック３０Ａと磁性体ブロック３０Ｂとは接着層３６により接着されている。接着層３６の構成材料は、各磁性体ブロック３０Ａ、３０Ｂに含まれる接着層３４の構成材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。磁性体３０は、積層構造に限らず、単層構造であってもよく、たとえば単層のフェライトブロックであってもよい。

【0022】

続いて、素体１０を構成する素体部１１～１３について、より詳しく説明する。

【0023】

図１、２に示すように、素体１０は、第１の素体部１１、第２の素体部１２および第３の素体部１３が上から順に並んだ構成を有する。第１の素体部１１（第２素体部）は、非磁性の樹脂を含む材料で構成されており、たとえば液晶ポリマーで構成されている。第２の素体部１２（第１素体部）および第３の素体部１３は、いずれも磁性材料を含む材料で構成されており、たとえば磁性粉含有樹脂（具体的には軟磁性金属粉を含む熱硬化性樹脂）で構成されている。軟磁性金属粉は、たとえば鉄、鉄－ケイ素合金、パーマロイ、センダスト、アモルファス、微結晶合金の粉末を用いることができ、これらを組み合わせてもよい。熱硬化性樹脂は、たとえばエポキシ樹脂を用いることができる。第２の素体部１２の構成材料と第３の素体部１３の構成材料とは、同じであってもよく異なっていてもよい。また、第１の素体部１１は、磁性材料を含んでいてもよく、第２の素体部１２の構成材料や第３の素体部１３の構成材料と同じ材料であってもよい。

【0024】

第１の素体部１１は、素体１０の上面１０ａを構成しており、上面１０ａに対して平行に延在する略平板状の外形を有する。第３の素体部１３（第５部分）は、素体１０の下面１０ｂを構成しており、下面１０ｂに対して平行に延在する略平板状の外形を有する。第２の素体部１２は、上下方向において第１の素体部１１と第３の素体部１３との間に挟まれており、素体１０の上下面１０ａ、１０ｂに対して平行に延在している。図８に示す断面図のとおり、第２の素体部１２は、より詳しくは４つの領域Ｓ１～Ｓ４の領域を有する。４つの領域のうち、第１領域Ｓ１は第２方向に関する第１の並列部２１Ａと第２の並列部２１Ｂとの間の領域であり、第２領域Ｓ２は第２方向に関する並列部２１と側面１０ｅ、１０ｆとの間の領域であり、第３領域Ｓ３はコイル導体２０より端面１０ｃ、１０ｄ側の領域であり、第４領域Ｓ４は第２方向に関する磁性体３０と側面１０ｅ、１０ｆとの間の領域である。

【0025】

第１領域Ｓ１は、コイル導体２０の各並列部２１Ａ、２１Ｂの内側面２１ｆと接しており、かつ、磁性体３０の端面３０ｃ、３０ｄと接している。第２領域Ｓ２は、コイル導体２０の各並列部２１Ａ、２１Ｂの外側面２１ｅと接しており、かつ、磁性体３０の端面３０ｃ、３０ｄと接しており、素体１０の側面１０ｅ、１０ｆの一部を構成している。第３領域Ｓ３は、コイル導体２０の各並列部２１Ａ、２１Ｂの側面２１ｃ、２１ｄと接しており、素体１０の端面１０ｃ、１０ｄの一部を構成している。第４領域Ｓ４は、磁性体３０の側面３０ｅ、３０ｆと接しており、素体１０の側面１０ｅ、１０ｆの一部を構成している。

【0026】

図８に示すとおり、磁性体３０の側面３０ｅ、３０ｆは、コイル導体２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの並列部２１Ａ、２１Ｂよりも外側に突出しており、素体１０の側面１０ｅ、１０ｆに近接している。本実施形態では、磁性体３０の側面３０ｅ、３０ｆは、コイル導体２０Ａ、２０Ｂそれぞれの並列部２１Ａ、２１Ｂから長さＬ２だけ突出しており、長さＬ２より第２方向に関する第４領域Ｓ４の長さＬ１が短くなっている（Ｌ１＜Ｌ２）。それにより、インダクタ１におけるインダクタンスを高めつつ、素体１０の側面１０ｅ、１０ｆにおける漏れ磁束が抑制され得る。

【0027】

本実施形態では、図８に示すとおり、磁性体３０の端面３０ｃ、３０ｄは、第３方向においてコイル導体２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの並列部２１Ａ、２１Ｂと直接接している。コイル導体２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの並列部２１Ａ、２１Ｂと磁性体３０との距離は、第３方向に関する第３領域Ｓ３の長さより短く、かつ、第３方向に関する磁性体３０の長さより短くなっている。磁性体３０の端面３０ｃ、３０ｄは、第３方向においてコイル導体２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの並列部２１Ａ、２１Ｂと所定距離だけ離間するように配置してもよい。この場合、磁性体３０と並列部２１Ａ、２１Ｂとの間は第２の素体部１２を構成する材料で充たすことができる。なお、第２の素体部１２を構成する材料は、磁性体３０と並列部２１Ａ、２１Ｂとの間を完全に充たす態様であってもよく、磁性体３０と並列部２１Ａ、２１Ｂとの間の一部を充たす態様であってもよい。

【0028】

図１、２に示すように、第１の素体部１１は、第１のコイル導体２０Ａおよび第２のコイル導体２０Ｂのそれぞれの連結部２２の上面２２ａと、磁性体３０の上面３０ａと、第２の素体部１２の第２部分Ｓ２、第３部分Ｓ３および第４部分Ｓ４のそれぞれの上面とを、素体１０の上面１０ａ側から一体的に覆っている。第１の素体部１１と第２の素体部１２との界面の上下高さ位置は、適宜に設定することができる。本実施形態では、第１の素体部１１と第２の素体部１２との界面は、連結部２２の上面２２ａと下面２２ｂとの間に位置しており、並列部２１と連結部２２との接続箇所２６と第１の素体部１１との間の少なくとも一部に、第２の素体部１２が介在している。この場合、連結部２２の下面２２ｂは、第２の素体部１２を構成する磁性粉含有樹脂で全面的に覆われる。コイル導体２０Ａ、２０Ｂにおいては、並列部２１と連結部２２との接続箇所２６が湾曲していてもよい。コイル導体２０Ａ、２０Ｂの湾曲した接続箇所で発生する磁界は、上下方向成分が小さいので、渦電流損失を上げることなく、インダクタンスを高めることができる。第３の素体部１３は、磁性体３０の下面３０ｂと、第２の素体部１２の第１部分Ｓ１、第２部分Ｓ２、第３部分Ｓ３および第４部分Ｓ４のそれぞれの下面とを、素体１０の下面１０ｂ側から一体的に覆っている。第２の素体部１２と第３の素体部１３との界面の上下高さ位置についても、適宜に設定することができる。

【0029】

上述したインダクタ１においては、各端子部２３を介して各コイル導体２０に電圧が印加されると各コイル導体２０を電流が流れ、その際、各コイル導体２０の主に並列部２１および連結部２２に磁束が生じる。このとき、一対のコイル導体２０Ａ、２０Ｂの間に介在する磁性体３０により、一対のコイル導体２０Ａ、２０Ｂ間における磁束が遮蔽される。インダクタ１では、磁性体３０の側面３０ｅ、３０ｆが各コイル導体２０の並列部２１より外側に突出しているので、並列部２１に生じる磁束が磁性体３０により遮蔽される。また、インダクタ１では、磁性体３０の上面３０ａが各コイル導体２０の連結部２２の上面２２ａより下方に位置しているため、各コイル導体２０の連結部２２において発生する磁界の影響を磁性体３０が受けにくい。そのため、磁性体３０内の磁束分布が均一になり、磁気飽和の抑制（すなわち、飽和特性の改善）を実現することができる。

【0030】

本開示に係る技術には、以下の構成例が含まれるが、これに限定されるものではない。

【0031】

本開示の一形態に係る複合インダクタは、直方体形状の外形を有し、第１方向において対面する一対の第１側面と、第１方向に対して直交する第２方向において対面する一対の第２側面と、第１方向および第２方向に対して直交する第３方向において対面する一対の第３側面とを有し、磁性材料を含む材料で構成された第１素体部を有する素体と、素体内に設けられ、第１方向に沿って延びる第１導体と、第１方向に沿って延びるとともに第２方向において第１導体と隣り合う第２導体と、第２方向に沿って延びて第１導体および第２導体の第１方向における一方側の端部同士を連結する第３導体とを備える第１のコイル導体と、素体内に設けられ、第１のコイル導体と第３方向において並び、第１導体と第２導体と第３導体とを備える第２のコイル導体と、素体内に設けられ、直方体形状の外形を有するとともに、第３方向において第１のコイル導体と第２のコイル導体との間に介在し、第１方向において対面する一対の第４側面と、第２方向において対面する一対の第５側面と、第３方向において対面する一対の第６側面とを有し、第１素体部より透磁率が高い磁性体とを備え、磁性体の一対の第５側面が、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第１導体および第２導体よりも外側に突出して素体の一対の第２側面に近接しており、磁性体の一対の第４側面のうちの第１方向における一方側に位置する第４側面が、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第３導体の第１方向における一方側の面より第１方向における他方側に位置している。

【0032】

上記複合インダクタにおいては、第１のコイル導体および第２のコイル導体の間に介在する磁性体により、第１のコイル導体および第２のコイル導体の間における磁束が遮蔽される。磁性体の側面が各コイル導体の並列部より外側に突出することで、第１導体および第２導体に生じる磁束が磁性体により遮蔽される。また、磁性体の上面が第１のコイル導体および第２のコイル導体の第３導体の上面より下方に位置していることで、各コイル導体の第３導体において発生する磁界の影響を磁性体が受けにくくなるため、磁性体内の磁束分布が均一になり、磁気飽和の抑制（すなわち、飽和特性の改善）が図られる。

【0033】

他の形態に係るインダクタは、素体の第１素体部が、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第１導体と第２導体とに間に位置する第１部分と、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第２方向における第１導体と第２導体との外側に位置する第２部分と、第１のコイル導体および第２のコイル導体の第３方向における外側において第１部分と第２部分とを連結する第３部分とを有する。この場合、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第１導体および第２導体のそれぞれの周囲に、第１素体部と磁性体を介した磁気回路を連続的に形成することができ、高いインダクタンスを得ることができる。

【0034】

他の形態に係るインダクタは、素体の第１素体部が、第２方向における磁性体の外側に位置する第４部分をさらに有する。また、他の形態に係るインダクタは、磁性体の側面の、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第１導体および第２導体からの突出長さが、第２方向に関する第４部分の長さより長い。この場合、インダクタンスを高めつつ、素体の側面における漏れ磁束を抑制することができる。

【0035】

他の形態に係るインダクタは、素体の第１素体部が、磁性体の下面と、素体部の第１部分、第２部分および第３部分の下面とを一体的に覆う第５部分をさらに有する。この場合、インダクタンスを高めつつ、素体の下面における漏れ磁束を抑制することができる。

【0036】

他の形態に係るインダクタは、素体が、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第３導体の第１方向における一方側の面と、磁性体の第１方向における一方側の面と、第１素体部の第２部分および第３部分の第１方向における一方側の面とを一体的に覆うとともに樹脂を含む材料で構成された第２素体部をさらに備える。この場合、樹脂を含む材料で構成された第２素体部により第３導体で発生する磁束のうち第１方向の磁束成分を小さくすることができ、第１方向の磁束成分による渦電流損失の発生をより低減することができる。

【0037】

他の形態に係るインダクタは、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第１導体および第２導体と磁性体との距離は、第３方向に関する素体部の第３部分の長さより短く、かつ、第３方向に関する磁性体の長さより短い。この場合、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれが磁性体と近接しており磁性体との間の距離が近いため、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれを流れる電流によって、比較的透磁率の高い磁性体が励磁されやすくなり、高いインダクタンスを得ることができる。

【0038】

他の形態に係るインダクタは、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第１導体および第２導体と磁性体との間は第１素体部を構成する磁性粉含有樹脂で充たされている。コイル導体と磁性体との間が磁性粉含有樹脂で充填されている場合、高いインダクタンスを得ることができる。

【0039】

他の形態に係るインダクタは、第１のコイル導体および第２のコイル導体のそれぞれの第１導体および第２導体と磁性体とが接している。この場合、磁性体と第１のコイル導体および第２のコイル導体とが接することで、互いの距離が安定し、安定したインダクタンス値を得ることができる。

【0040】

他の形態に係るインダクタは、磁性体が、アモルファスリボンまたはナノ結晶リボンで構成された複数の磁性薄帯が絶縁層を介して第１方向に積層されて構成されている。このような透磁率が高い材料を用いることで、飽和磁化が大きくなり、優れた直流重畳特性を実現できる。

【0041】

他の形態に係るインダクタは、磁性体が、アモルファスリボンまたはナノ結晶リボンで構成された複数の磁性薄帯が絶縁層を介して第１方向に積層された磁性体ブロックを複数含む。また、複数の磁性体ブロックが第１方向に積層されている。このような透磁率が高い材料を用いることで、飽和磁化が大きくなり、優れた直流重畳特性を実現できる。また、磁性体の積層数が増えるほど積層位置ズレが生じやすくなるため、複数ブロックに分けて積層することで積層位置ズレの低減や寸法精度の向上を図ることができる。

【0042】

他の形態に係るインダクタは、磁性体の一対の第５側面および一対の第６側面のそれぞれが凹凸面であり、該凹凸面が素体の第１素体部と接している。第１素体部の磁性粉含有樹脂が凹凸に入り込むことでインダクタンス低下を招く空隙が埋まり、高いインダクタンスを得ることができる。

【0043】

本開示の一形態に係るＤＣ－ＤＣコンバータは、上記複合インダクタを備える。それにより、コイル導体間の結合を抑制しつつ、磁気飽和の抑制が図られた複合インダクタを備えたＤＣ－ＤＣコンバータが得られる。

【0044】

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、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。たとえば、インダクタに含まれるコイル導体は３つ以上であってもよい。また、磁性体は複数含まれていてもよい。

【0045】

上述の記載から把握されるとおり、本明細書は下記を開示している。
［付記１］
直方体形状の外形を有し、第１方向において対面する一対の第１側面と、前記第１方向に対して直交する第２方向において対面する一対の第２側面と、前記第１方向および前記第２方向に対して直交する第３方向において対面する一対の第３側面とを有し、磁性材料を含む材料で構成された第１素体部を有する素体と、
前記素体内に設けられ、前記第１方向に沿って延びる第１導体と、前記第１方向に沿って延びるとともに前記第２方向において前記第１導体と隣り合う第２導体と、前記第２方向に沿って延びて前記第１導体および前記第２導体の前記第１方向における一方側の端部同士を連結する第３導体とを備える第１のコイル導体と、
前記素体内に設けられ、前記第１のコイル導体と前記第３方向において並び、前記第１導体と前記第２導体と前記第３導体とを備える第２のコイル導体と、
前記素体内に設けられ、直方体形状の外形を有するとともに、前記第３方向において前記第１のコイル導体と前記第２のコイル導体との間に介在し、前記第１方向において対面する一対の第４側面と、前記第２方向において対面する一対の第５側面と、前記第３方向において対面する一対の第６側面とを有し、前記第１素体部より透磁率が高い磁性体と
を備え、
前記磁性体の一対の第５側面が、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および第２導体よりも外側に突出して前記素体の一対の第２側面に近接しており、
前記磁性体の前記一対の第４側面のうちの前記第１方向における一方側に位置する前記第４側面が、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第３導体の前記第１方向における一方側の面より前記第１方向における他方側に位置する、複合インダクタ。
［付記２］
前記素体の第１素体部が、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体と第２導体とに間に位置する第１部分と、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第２方向における前記第１導体と第２導体との外側に位置する第２部分と、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体の前記第３方向における外側において前記第１部分と前記第２部分とを連結する第３部分とを有する、付記１に記載の複合インダクタ。
［付記３］
前記素体の第１素体部が、前記第２方向における前記磁性体の外側に位置する第４部分をさらに有する、付記２に記載の複合インダクタ。
［付記４］
前記磁性体の前記一対の第５側面のそれぞれの、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および第２導体からの突出長さが、前記第２方向に関する前記第４部分の長さより長い、付記３に記載の複合インダクタ。
［付記５］
前記素体の第１素体部が、前記磁性体の前記一対の第４側面のうちの前記第１方向における他方側に位置する前記第４側面と、前記第１素体部の前記第１部分、前記第２部分および前記第３部分の前記第１方向における他方側の面とを一体的に覆う第５部分をさらに有する、付記２～４のいずれか一つに記載の複合インダクタ。
［付記６］
前記素体が、前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第３導体の前記第１方向における一方側の面と、前記磁性体の前記第１方向における一方側の面と、前記第１素体部の前記第２部分および前記第３部分の前記第１方向における一方側の面とを一体的に覆うとともに樹脂を含む材料で構成された第２素体部をさらに備える、付記２～５のいずれか一つに記載の複合インダクタ。
［付記７］
前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および前記第２導体と前記磁性体との距離は、前記第３方向に関する前記第１素体部の第３部分の長さより短く、かつ、前記第３方向に関する前記磁性体の長さより短い、付記１～６のいずれか一つに記載の複合インダクタ。
［付記８］
前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および前記第２導体と前記磁性体との間は前記第１素体部を構成する材料で充たされている、付記１～７のいずれか一つに記載の複合インダクタ。
［付記９］
前記第１のコイル導体および前記第２のコイル導体のそれぞれの前記第１導体および前記第２導体と前記磁性体とが接している、付記１～８のいずれか一つに記載の複合インダクタ。
［付記１０］
前記磁性体が、アモルファスリボンまたはナノ結晶リボンで構成された複数の磁性薄帯が絶縁層を介して第１方向に積層されて構成されている、付記１～９のいずれか一つに記載の複合インダクタ。
［付記１１］
前記磁性体が、アモルファスリボンまたはナノ結晶リボンで構成された複数の磁性薄帯が絶縁層を介して第１方向に積層された磁性体ブロックを複数含む、付記１～９のいずれか一つに記載の複合インダクタ。
［付記１２］
前記複数の磁性体ブロックが前記第１方向に積層されている、付記１１に記載の複合インダクタ。
［付記１３］
前記磁性体の前記一対の第５側面および前記一対の第６側面のそれぞれが凹凸面であり、該凹凸面が前記素体の第１素体部と接している、付記１～１２のいずれか一つに記載の複合インダクタ。
［付記１４］
付記１～１３のいずれか一つに記載の複合インダクタを備える、ＤＣ－ＤＣコンバータ。

【符号の説明】

【0046】

１…インダクタ、５…ＤＣ－ＤＣコンバータ、１０…素体、１１…第１の素体部、１２…第２の素体部、１３…第３の素体部、２０…コイル導体、２０Ａ…第１のコイル導体、２０Ｂ…第２のコイル導体、２１…並列部、２２…連結部、２３…端子部、３０…磁性体、３０Ａ…第１の磁性体、３０Ｂ…第２の磁性体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】