JP2019140245A - コイル部品及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルの周回部の巻き終わり部分の緩みを抑制し、インダクタンスの低下を抑制すること。【解決手段】巻軸１２と巻軸１２の軸方向の両端に設けられた鍔部１４ａ及び１４ｂとを含むドラムコア１０と、巻軸１２に導線４６が巻回された周回部４２と、導線４６が周回部４２から鍔部１４ａの側面２２側に引き出され、鍔部１４ａの側面２２に沿って鍔部１４ａ側に曲げられた１対の引出部４４ａ及び４４ｂと、を含むコイル４０と、鍔部１４ａの巻軸１２が設けられている内側の面１５ａとは反対側の面である外側の面１７ａに設けられ、１対の引出部４４ａ及び４４ｂに接続された１対の外部電極６０ａ及び６０ｂと、を備え、鍔部１４ａの側面２２と周回部４２の最外周部との最短距離Ｌ４が、鍔部１４ａの側面２２とは巻軸１２を挟んで反対側の面である側面２４と周回部４２の最外周部との最短距離Ｌ３よりも短い、コイル部品。【選択図】図２

Description

本発明は、コイル部品及び電子機器に関する。

直方体形状をした素体部の対向する端面にコイルを構成する導線の両端を引き出して外部電極に接続させ、外部電極のうちの素体部の下面以外に設けられた部分を絶縁性樹脂で被覆したコイル部品が知られている（例えば、特許文献１）。また、巻軸と巻軸の両端に設けられた１対の鍔部とを含むドラムコアと、巻軸に導線が巻回された周回部と周回部から導線が引き出された引出部とを含むコイルと、を備えるコイル部品が知られている。このようなコイル部品において、引出部が１対の鍔部のうちの一方の鍔部側に曲げられて外部電極に接続された構成が知られている（例えば、特許文献２）。

特開２０１６−２０１４６６号公報 特開２０１４−９９５０１号公報

近年、コイル部品は小さな実装スペースが求められていると同時に、大きな許容電流を流すことが求められている。特許文献１の引出部の導線が２ヶ所の別々の面に設けられた外部電極に接続される構造では、小さな実装スペースの要求を満たすことが出来ない。特許文献２の引出部の導線が１つの面に設けられた外部電極にそれぞれ接続される構造では、小さな実装スペースの要求を満たすことが出来るが、大きな許容電流を流すために線径の大きな、例えば線径０．２ｍｍ以上の大きな断面積の導線を使用した場合、外部電極に導線を接合する部分で導線の弾性力などが原因でオープンになり易い。これらを解決するために、ドラムコアの巻軸に巻回されたコイルの周回部からコイルを構成する導線からなる引出部を引き出し、この引出部をドラムコアの１対の鍔部のうちの一方の鍔部側に曲げたコイル部品において、導線を外部電極へ接合せずに、導線端にスパッタやメッキなどで外部電極を形成する構造が考案されている。しかしこの場合においては、１対の鍔部のうちの一方の鍔部側に曲げ加工を行う際に、導線の弾性が原因で、コイルの周回部の巻きが緩んだりすることがある。特に近年は、断面の大きな平角線などの導線を用いたり、アルファ巻きのようにほとんど曲げ方向の力をかけないで導線を巻回す構造を用いたりするようになってきているため、コイルの周回部の巻き終わり部分が特に緩み易くなっている。この巻緩みにより、インダクタンスの低下などが生じてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、コイルの周回部の巻き終わり部分の緩みを抑制し、インダクタンスの低下を抑制することを目的とする。

本発明は、巻軸と前記巻軸の軸方向の両端に設けられた第１鍔部及び第２鍔部とを含むドラムコアと、前記巻軸に導線が巻回された周回部と、前記導線が前記周回部から前記第１鍔部の第１側面側に引き出され、前記第１鍔部の前記第１側面に沿って前記第１鍔部側に曲げられた１対の引出部と、を含むコイルと、前記第１鍔部の前記巻軸が設けられている内側の面とは反対側の面である外側の面に設けられ、前記１対の引出部に接続された１対の外部電極と、を備え、前記第１鍔部の前記第１側面と前記周回部の最外周部との最短距離が、前記第１鍔部の前記第１側面とは前記巻軸を挟んで反対側の面である第２側面と前記周回部の最外周部との最短距離よりも短い、コイル部品である。

上記構成において、前記第１鍔部の前記第１側面と前記周回部の最外周部との間の最短距離は、前記巻軸の軸心に垂直な方向の前記導線の厚さ以下である構成とすることができる。

上記構成において、前記第２鍔部の第３側面と前記周回部の最外周部との最短距離が、前記第２鍔部の前記第３側面とは前記巻軸を挟んで反対側の面である第４側面と前記周回部の最外周部との最短距離よりも短く、前記第１鍔部の前記第１側面と前記第２鍔部の前記第３側面とは、前記巻軸に対して同じ側に位置する構成とすることができる。

上記構成において、前記巻軸の軸心は、前記第１鍔部の前記内側の面の中心から前記第１鍔部の前記第１側面側にずれている構成とすることができる。

上記構成において、前記第１鍔部と前記第２鍔部の少なくとも一部の間に、前記コイルを覆って設けられ、磁性粒子を含有する樹脂で形成された外装樹脂を備え、前記外装樹脂は前記１対の引出部を覆い、前記第１鍔部の前記第１側面では前記外装樹脂は前記第１鍔部の前記第１側面よりも外側に突出している構成とすることができる。

上記構成において、前記第１鍔部の前記第１側面側において前記外装樹脂の前記引出部を覆う前記巻軸の軸心に垂直な方向の厚さの最小値は、前記第１鍔部の前記第１側面以外の側面側において前記外装樹脂の前記周回部を覆う前記巻軸の軸心に垂直な方向の厚さの最小値よりも大きい構成とすることができる。

上記構成において、前記外装樹脂は、前記第１鍔部の前記第１側面では前記第１鍔部の前記第１側面よりも外側に突出し、前記第１鍔部の前記第１側面を除く少なくとも１つの側面においては前記第１鍔部と前記第２鍔部との間に収まっている構成とすることができる。

上記構成において、前記第１鍔部の前記第１側面側において前記外装樹脂の前記引出部を覆う前記巻軸の軸心に垂直な方向の厚さの最小値は、０．２ｍｍ以上である構成とすることができる。

上記構成において、前記周回部は、前記第１鍔部と前記第２鍔部との間に収まっている構成とすることができる。

上記構成において、前記コイルは、前記導線が前記巻軸にアルファ巻きで巻回されている構成とすることができる。

上記構成において、前記コイルは、前記導線が平角線である構成とすることができる。

上記構成において、前記１対の外部電極は、前記コイル部品の表面のうちの前記第１鍔部の前記外側の面を含む表面にのみ設けられている構成とすることができる。

本発明は、上記に記載のコイル部品と、前記コイル部品が実装された回路基板と、を備える電子機器である。

本発明によれば、コイルの周回部の巻き終わり部分の緩みを抑制し、インダクタンスの低下を抑制することができる。

図１（ａ）は、比較例に係るコイル部品の透視平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）をＡ方向から見たときの透視側面図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施例１に係るコイル部品の透視平面図である。 図３（ａ）は、図２（ａ）をＡ方向から見たときの透視側面図、図３（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ間の断面図、図３（ｃ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ間の断面図である。 図４は、引出部を覆う外装樹脂の厚さとインダクタンスとの関係を評価したシミュレーション結果である。 図５（ａ）から図５（ｄ）は、巻軸の他の形状を示す平面図である。 図６は、実施例２に係るコイル部品の断面図である。 図７は、実施例３に係る電子機器の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。

まず、比較例のコイル部品について説明する。図１（ａ）は、比較例に係るコイル部品の透視平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）をＡ方向から見たときの透視側面図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）のように、比較例のコイル部品５００は、ドラムコア５１０とコイル５４０を備える。ドラムコア５１０は、巻軸５１２と巻軸５１２の両端に設けられた鍔部５１４ａ及び５１４ｂとを含む。巻軸５１２の軸心は、鍔部５１４ａ及び５１４ｂの巻軸５１２が設けられている内側の面５１５ａ及び５１５ｂの中心と一致している。ここで言う、内側の面５１５ａ及び５１５ｂには巻軸５１２が設けられている部分を含む。鍔部５１４ａ及び５１４ｂの内側の面５１５ａ及び５１５ｂの中心とは、例えば鍔部５１４ａ及び５１４ｂの内側の面５１５ａ及び５１５ｂの図形的な重心である。一例を挙げれば、鍔部５１４ａ及び５１４ｂの内側の面５１５ａ及び５１５ｂが四角形の場合、図形的な重心は２つの対角線の交点である。

コイル５４０は、導線が巻軸５１２に巻回された周回部５４２と周回部５４２から導線が引き出された引出部５４４ａ及び５４４ｂとを含む。引出部５４４ａ及び５４４ｂは、鍔部５１４ａ側に折り曲げられ、鍔部５１４ａの内側の面５１５ａとは反対側の面である外側の面５１７ａに設けられた外部電極５６０ａ及び５６０ｂに接続されている。巻軸５１２の軸心は、鍔部５１４ａの内側の面５１５ａの中心と一致していることから、周回部５４２の最外周部と、一方向に引き出された引出部５４４ａ及び５４４ｂが折り曲げられる鍔部５１４ａの側面との間の最短距離Ｌ２は、周回部５４２の最外周部と、引出部５４４ａ及び５４４ｂが引き出された方向とは逆方向の鍔部５１４ａの側面との間の最短距離Ｌ１と、等しくなっている。コイル５４０は、ドラムコア５１０の周りに設けられた外装樹脂５５０によって覆われている。

比較例のコイル部品５００では、引出部５４４ａ及び５４４ｂを周回部５４２から鍔部５１４ａ及び５１４ｂよりも外側に引き出し、その後に、引出部５４４ａ及び５４４ｂを鍔部５１４ａ側に曲げ加工することが行われる。引出部５４４ａ及び５４４ｂを周回部５４２から鍔部５１４ａ及び５１４ｂよりも外側に引き出す際に、導線の弾性が原因で周回部５４２の巻きが緩んだりすることがある。特に近年は、平角線などの厚みの厚い導線を用いたり、アルファ巻きのようにほとんど曲げ方向の力をかけないで導線を巻回す構造を用いたりするようになってきており、周回部５４２の巻き具合が特に緩み易くなってきている。これにより、インダクタンスなどの電気特性が劣化することがある。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施例１に係るコイル部品の透視平面図である。図２（ａ）は、実装面とは反対側から見たときの透視平面図、図２（ｂ）は、実装面側から見たときの透視平面図である。図３（ａ）は、図２（ａ）をＡ方向から見たときの透視側面図、図３（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ間の断面図、図３（ｃ）は、図２（ａ）のＣ−Ｃ間の断面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）並びに図３（ａ）から図３（ｃ）のように、実施例１のコイル部品１００は、ドラムコア１０と、コイル４０と、外装樹脂５０と、１対の外部電極６０ａ及び６０ｂと、を備えるインダクタ素子である。

ドラムコア１０は、巻軸１２と、巻軸１２の軸方向の両端にそれぞれ設けられた１対の鍔部であって第１鍔部としての鍔部１４ａ及び第２鍔部としての鍔部１４ｂと、を含む。巻軸１２は、底面の輪郭が直線と２つの円弧で形成された柱状形状をしている。第１鍔部としての鍔部１４ａは、第１の側面としての側面２２、側面２２と巻軸１２を挟んで反対側の面である第２側面としての側面２４、側面２６、及び側面２８、これら４つの側面を持つ。第２鍔部としての鍔部１４ｂは、第３の側面としての側面３２、側面３２と巻軸１２を挟んで反対側の面である第４側面としての側面３４、側面３６、及び側面３８、これら４つの側面を持つ。巻軸１２の底面の長手方向の長さは１．４０ｍｍ程度、短手方向の長さは０．６０ｍｍ程度である。巻軸１２の高さは０．５０ｍｍ程度である。なお、巻軸１２の底面の長手方向の長さＡを短手方向の長さＢで割った値Ａ／Ｂは、１．１以上且つ２．６以下である場合が好ましい。鍔部１４ａ及び１４ｂは、巻軸１２の軸方向に厚みを有する角柱形状をしている。例えば、鍔部１４ａ及び１４ｂは、四角柱形状をしている。鍔部１４ａ及び１４ｂの底面の長手方向の長さは２．０ｍｍ程度、短手方向の長さは１．２０ｍｍ程度である。鍔部１４ａ及び１４ｂの厚さは０．１５ｍｍ程度である。

鍔部１４ａ及び１４ｂは、巻軸１２の軸方向から見た平面視において略同じ大きさの矩形形状をしていて、それぞれの矩形の中心１６及び１８が巻軸１２の軸方向で略一致している。なお、略同じ及び略一致とは、製造誤差程度のずれを含むものである。巻軸１２は、鍔部１４ａの巻軸１２が設けられている内側の面１５ａの中心１６から鍔部１４ａの短手方向にずれて鍔部１４ａに設けられ且つ鍔部１４ｂの巻軸１２が設けられている内側の面１５ｂの中心１８から鍔部１４ｂの短手方向にずれて鍔部１４ｂに設けられている。すなわち、巻軸１２の軸心２０は、鍔部１４ａの巻軸１２が設けられている内側の面１５ａの中心１６から短手方向で対向する１対の側面２２及び２４のうちの一方の側面２２側にずれて位置し、且つ、鍔部１４ｂの巻軸１２が設けられている内側の面１５ｂの中心１８から短手方向で対向する１対の側面３２及び３４のうちの一方の側面３２側にずれて位置している。なお、内側の面１５ａ及び１５ｂには巻軸１２が設けられている部分を含む。鍔部１４ａの側面２２と鍔部１４ｂの側面３２とは、巻軸１２に対して同じ側に位置していて、略同一面を形成している。

ドラムコア１０は、磁性材料で形成されている。ドラムコア１０は、例えばフェライト材料、磁性金属材料、又は磁性金属粒子を含有する樹脂で形成されている。例えば、ドラムコア１０は、Ｎｉ−Ｚｎ系又はＭｎ−Ｚｎ系のフェライト、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系、又はＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ−Ａｌ系などの軟磁性合金、Ｆｅ又はＮｉなどの磁性金属、アモルファス磁性金属、ナノ結晶磁性金属、或いは金属磁性粒子を含有する樹脂で形成されている。ドラムコア１０が軟磁性合金、磁性金属、アモルファス磁性金属、又はナノ結晶磁性金属で形成される場合、これらの粒子に絶縁処理が施されていてもよい。

コイル４０は、ドラムコア１０の巻軸１２に導線４６が巻回された周回部４２と、この導線４６の両端部であって周回部４２から引き出された１対の引出部４４ａ及び４４ｂと、を含む。導線４６は、例えば断面形状が矩形状の平角線であるが、円形状の丸線などのその他の場合であってもよい。導線４６は、幅Ｗが例えば０．０２ｍｍから０．２ｍｍ程度、厚さＴが例えば０．０２ｍｍから０．２ｍｍ程度である。導線４６は、金属線の表面が絶縁被膜で被覆されている。金属線の材料例として銅、銀、パラジウム、又は銀パラジウム合金などが挙げられ、絶縁被膜の材料例としてポリエステルイミド又はポリアミドなどが挙げられる。コイル４０は、例えばドラムコア１０の巻軸１２に平角線である導線４６がアルファ巻きで巻回されているが、その他の巻き方で巻回されていてもよい。

引出部４４ａ及び４４ｂは、鍔部１４ａの側面２２側及び鍔部１４ｂの側面３２側に引き出されている。引出部４４ａ及び４４ｂが引き出された側の周回部４２の最外周部と鍔部１４ａの側面２２との距離を短い距離とするために、巻軸１２の軸心２０は、鍔部１４ａの巻軸１２が設けられている内側の面１５ａの中心１６とずれがあるように設定されている。これにより、周回部４２の最外周部と一方向に引き出された引出部４４ａ及び４４ｂが折り曲げられる鍔部１４ａの側面２２との間の最短距離Ｌ４と、周回部４２の最外周部と引出部４４ａ及び４４ｂが引き出された方向とは逆方向の鍔部１４ａの側面２４との間の最短距離Ｌ３との関係は、Ｌ３＞Ｌ４となっている。つまり、周回部４２の最外周部と引出部４４ａ及び４４ｂが折り曲げられる鍔部１４ａの側面２２との間の最短距離Ｌ４の方が周回部４２の最外周部と鍔部１４ａの側面２２とは反対側の側面２４との間の最短距離Ｌ３よりも短くなっている。図２（ｂ）の例では、周回部４２の最外周部と、一方向に引き出された引出部４４ａ及び４４ｂが折り曲げられる鍔部１４ａの側面２２とは、導線４６をもう１周巻回できない距離、つまりは導線４６の巻軸１２の軸心２０に対して垂直な方向の厚さ以下の距離で略一致している。したがって、周回部４２の巻回しバラツキを考慮した最大寸法に対して、周回部４２の最外周部と鍔部１４ａの側面２２との間の距離が最小の距離で設計されていることを意味することとなり、Ｌ３＞Ｌ４の関係の中で、よりＬ４が小さく好適な例となっている。

引出部４４ａ及び４４ｂは、鍔部１４ａの側面２２に沿って鍔部１４ａ側に折り曲げられ、鍔部１４ａの巻軸１２が設けられている内側の面１５ａとは反対側の外側の面１７ａに設けられた１対の外部電極６０ａ及び６０ｂに接続されている。これにより、コイル４０は外部電極６０ａ及び６０ｂに電気的に接続されている。外部電極６０ａ及び６０ｂは、例えば下地層上に半田バリア層と半田濡れ層がこの順に設けられた積層金属膜で形成されている。下地層の材料例として銅、銀、パラジウム、又は銀パラジウム合金などが挙げられる。半田バリア層の材料例としてニッケルが挙げられる。半田濡れ層の材料例として錫、鉛、錫鉛合金、銀、銅、又は亜鉛などが挙げられる。周回部４２は、鍔部１４ａの側面２２側及び鍔部１４ｂの側面３２側では側面２２及び３２と略同一面になっているともに、鍔部１４ａの側面２２以外の側面２４、２６、及び２８側並びに鍔部１４ｂの側面３２以外の側面３４、３６、及び３８側ではこれらの側面よりも内側に収まっている。

鍔部１４ａの側面２４と巻軸１２との間の距離Ｘ１と鍔部１４ａの側面２２と巻軸１２との間の距離Ｘ２との差（Ｘ１−Ｘ２）は、導線４６の厚さＴ以上（Ｔ≦（Ｘ１−Ｘ２））となっている。同様に、鍔部１４ｂの側面３４と巻軸１２との間の距離Ｘ３と鍔部１４ｂの側面３２と巻軸１２との間の距離Ｘ４との差（Ｘ３−Ｘ４）は、導線４６の厚さＴ以上（Ｔ≦（Ｘ３−Ｘ４））となっている。すなわち、少なくとも導線４６の厚さＴと略同じ大きさだけ、巻軸１２の軸心２０が鍔部１４ａの巻軸１２が設けられた内側の面１５ａの中心１６及び鍔部１４ｂの巻軸１２が設けられた内側の面１５ｂの中心１８から鍔部１４ａの側面２２側及び鍔部１４ｂの側面３２側にずれている。

外装樹脂５０は、鍔部１４ａと鍔部１４ｂの間に、コイル４０の周回部４２を覆って設けられている。さらに、外装樹脂５０は、鍔部１４ａの側面２２に沿って鍔部１４ａ側に折り曲げられている引出部４４ａ及び４４ｂを覆って設けられていてもよい。外装樹脂５０は、例えば鍔部１４ａと鍔部１４ｂの間にコイル４０の周回部４２の周りを完全に覆って設けられているが、鍔部１４ａと鍔部１４ｂの少なくとも一部の間に設けられていればよい。好ましくは、鍔部１４ａの側面２４、２６、及び２８側並びに鍔部１４ｂの側面３４、３６、及び３８側のいずれか１つの側面又は全ての側面においては、外装樹脂５０は、鍔部１４ａの側面２２及び鍔部１４ｂの側面３２を除く側面より外側には突出せずに内側に収まっている。鍔部１４ａの側面２２側及び鍔部１４ｂの側面３２側においては、外装樹脂５０は、鍔部１４ａの側面２２及び鍔部１４ｂの側面３２よりも外側に突出して、引出部４４ａ及び４４ｂを覆っている。外装樹脂５０は、例えば磁性粒子を含有する樹脂（フェライト材料、磁性金属材料、又は磁性金属粒子などを含有する例えばエポキシ樹脂などの絶縁性樹脂など）で形成されている。ここで言う、鍔部の側面よりも外側に突出とは、コイル部品の巻軸の軸心から鍔部の側面に向かう方向を外側方向としたときに、鍔部の側面よりも外側方向に外装樹脂が存在する様態を表している。例えば突出した外装樹脂は鍔部の側面を覆ってコイル部品の外形の一部を構成することが出来ている。

次に、実施例１のコイル部品１００の製造方法について説明する。まず、金型を用いてドラムコア１０を形成する。次いで、ドラムコア１０の巻軸１２に導線４６を巻回すとともに導線４６の両端部に曲げ加工を施して、巻軸１２に巻回された周回部４２と周回部４２から引き出されて鍔部１４ａ側に曲げられた引出部４４ａ及び４４ｂとを含むコイル４０を形成する。次いで、凹部からなる複数の収納部を有するトレーを準備し、複数の収納部それぞれにコイル４０が形成されたドラムコア１０を配置する。この際、鍔部１４ａが上側となるようにドラムコア１０を収納部に配置する。次いで、トレー上に樹脂を塗布してコイル４０を覆う外装樹脂５０を形成する。次いで、トレーの上面側及び下面側から外装樹脂５０及びトレーを研磨して、ドラムコア１０の鍔部１４ａ及び１４ｂの表面を露出させる。次いで、鍔部１４ａの表面に、印刷法などを用いて、コイル４０の引出部４４ａ及び４４ｂに接続する外部電極６０ａ及び６０ｂを形成する。その後、複数の収納部をダイサーなどで分割して個片化することで、実施例１のコイル部品１００が形成される。

引出部４４ａ及び４４ｂを周回部４２から引き出して鍔部１４ａ側に折り曲げ加工する際の周回部４２の巻き緩みは、引出部４４ａ及び４４ｂの周回部４２から引き出される部分と、引出部４４ａ及び４４ｂが折り曲げられる鍔部１４ａの側面２２までと、の距離を短くすることで改善できる。この距離が短いことで、折り曲げ加工を行うときの折り曲げ冶具による固定部位を周回部４２に近い部位とすることが出来るため、周回部４２の巻き緩みを改善し、また、折り曲げ加工の精度を向上できる。比較例では、折り曲げ冶具を鍔部５１４ａと鍔部５１４ｂとの間の限られた空間に配置する必要があったが、実施例１では、折り曲げ冶具を鍔部１４ａと鍔部１４ｂとの間に加えて、鍔部１４ａの側面２２側にも鍔部１４ａと干渉させずに配置できるので折り曲げ加工の精度を容易に向上できる。比較例では、引出部５４４ａ及び５４４ｂが引き出された側の鍔部５１４ａの側面と周回部５４２の最外周部との間の最短距離Ｌ２と、巻軸５１２の軸心を挟んで反対側の側面となる引出部５４４ａ及び５４４ｂが引き出されていない側の鍔部５１４ａの側面と周回部５４２の最外周部との間の最短距離Ｌ１と、は等距離（Ｌ２＝Ｌ１）であった。これに対して、実施例１によれば、図２（ｂ）のように、引出部４４ａ及び４４ｂが引き出された側の鍔部１４ａの側面２２と周回部４２の最外周部との間の最短距離Ｌ４が、鍔部１４ａの側面２２とは巻軸１２を挟んで反対側の側面２４と周回部４２の最外周部との間の最短距離Ｌ３よりも短く（Ｌ３＞Ｌ４）なっている。このため、実施例１では、比較例に比べて、引出部４４ａ及び４４ｂの周回部４２から引き出される部分と、引出部４４ａ及び４４ｂが折り曲げられる鍔部１４ａの側面２２までと、の距離を短くすることができ、周回部４２に巻き緩みが生じることを抑制できる。その結果、インダクタンスの低下を抑制することができる。

図２（ｂ）のように、好適には、鍔部１４ａの側面２２と周回部４２の最外周部との間の最短距離Ｌ４は、巻軸１２の軸心に垂直な方向の導線４６の厚さ以下である。言い換えると、鍔部１４ａの側面２２と周回部４２の最外周部との間の最短距離は、導線４６をもう１周巻回すことができない距離である。つまりは、鍔部１４ａの側面２２と周回部４２の最外周部との間の最短距離Ｌ４は、導線４６の巻軸１２の軸心２０に対して垂直な方向の厚さ以下の距離で略一致している。これにより、引出部４４ａ及び４４ｂの周回部４２から引き出される部分と、引出部４４ａ及び４４ｂが折り曲げられる鍔部１４ａの側面２２までと、の距離が短くなり、周回部４２に巻き緩みが生じることを効果的に抑制できる。周回部４２に巻き緩みが生じることを効果的に抑制する点から、図２（ｂ）のように、好適には、鍔部１４ａの側面２２と周回部４２の最外周部とは略一致して、Ｌ４≒０である。これにより、引出部４４ａ及び４４ｂの周回部４２から引き出される部分と、引出部４４ａ及び４４ｂが折り曲げられる鍔部１４ａの側面２２までと、の距離を短くすることができる。引出部４４ａ及び４４ｂの周回部４２から引き出される部分と、引出部４４ａ及び４４ｂが折り曲げられる鍔部１４ａの側面２２までと、の距離は短ければ短いほど導線４６の弾性が原因で周回部４２の巻きが緩むことは抑制されるため、Ｌ４＝０である場合が更に好ましい。

また、コイル４０を構成する導線４６に平角線などの巻軸１２の軸心２０に対して垂直な方向の断面の厚い導線を用いたり、アルファ巻きのようにほとんど曲げ方向の力をかけないで導線４６を巻回するような構造を用いたりすることで、導線４６の弾性は増加することがある。しかしながら、このような場合においても、Ｌ３＞Ｌ４の関係となる構造を取ることにより、引出部４４ａ及び４４ｂを周回部４２から引き出す際に周回部４２の巻きが緩むことが抑えられ、その結果、インダクタンスの劣化を抑制することができる。

図２（ｂ）のように、引出部４４ａ及び４４ｂが引き出された側の周回部４２の最外周部と鍔部１４ａの側面２２との間の距離Ｌ４を短い距離とするために、好適には、巻軸１２の軸心２０は、鍔部１４ａの内側の面１５ａの中心１６とずれがあるように設定される。

図２（ａ）のように、好適には、引出部４４ａ及び４４ｂが引き出された側の鍔部１４ｂの側面３２と周回部４２の最外周部との間の最短距離Ｌ６が、鍔部１４ｂの側面３２とは巻軸１２を挟んで反対側の側面３４と周回部４２の最外周部との間の最短距離Ｌ５よりも短い。これにより、鍔部１４ｂの側面３２側の周回部４２は側面３２に近づくこととなり、引出部４４ａ及び４４ｂを鍔部１４ａ側に曲げる冶具を鍔部１４ａと鍔部１４ｂと干渉させることなく配置することができるようになり、引出部４４ａ及び４４ｂを鍔部１４ａ側に曲げることが容易に精度良くできる。これは、曲げ冶具の干渉を考慮する必要がないことで、曲げ冶具に自由度を持たせることができ、曲げ加工時の戻りを加味した加工を行えるため、引出部４４ａ及び４４ｂを精度良く形成できるものである。巻軸１２は、好適には、軸心２０が鍔部１４ａの内側の面１５ａの中心１６から側面２２にずれ且つ鍔部１４ｂの内側の面１５ｂの中心１８から側面３２側にずれている。鍔部１４ａの側面２２と鍔部１４ｂの側面３２とは巻軸１２に対して同じ側に位置している。このような軸心２０のずれがあることで、ドラムコア１０は、軸心２０のズレを検出することで、同一の向きに並べることが容易に出来る。この後、向きの揃ったドラムコア１０にコイル４０を形成することにより、鍔部１４ａの側面２２と周回部４２の最外周部との最短距離Ｌ４をより短い距離とし、鍔部１４ｂの側面３２と周回部４２の最外周部との最短距離Ｌ６をより短い距離とすることが可能となる。ここでは、例えばスピンドルやフライヤーにより丸い導線を用いたり、アルファ巻きのような平角線を用いたり、従来通りの巻線方法と曲げる冶具を組み合わせて、コイル４０と引出部４４ａ及び４４ｂを容易に作ることができる。また、この引出部４４ａ及び４４ｂを精度良く形成できることは、周回部４２の巻き緩みの抑制にもつながる。

図３（ｂ）及び図３（ｃ）のように、好適には、磁性粒子を含有する樹脂で形成され、コイル４０を覆う外装樹脂５０を備える。そして、好適には、鍔部１４ａの側面２２側において外装樹脂５０は引出部４４ａ及び４４ｂを覆い、鍔部１４ａの側面２２では外装樹脂５０は鍔部１４ａの側面２２よりも外側に突出している。これにより、磁束漏れを効果的に抑えることができ、電気特性の向上を図ることができる。また、外装樹脂５０が引出部４４ａ及び４４ｂを固定し、導線を保護することができる。

図３（ｂ）及び図３（ｃ）のように、好適には、鍔部１４ａの側面２２側において外装樹脂５０の引出部４４ａ及び４４ｂを覆う厚さの最小値Ｔ１が、鍔部１４ａの側面２４、２６、及び２８側において外装樹脂５０の周回部４２を覆う厚さの最小値Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４よりも大きい。なお、ここで言う外装樹脂５０の厚さとは、巻軸１２の軸心２０に対して垂直な方向の厚さを指し、最外周の導線４６（引出部４４ａ及び４４ｂを含む）の表面から外装樹脂５０の表面までの巻軸１２の軸心２０に対して垂直な方向の長さ寸法である。一般に鍔部の側面側における外装樹脂の厚さの最小値は、巻軸の軸心に対して垂直な方向のうち、鍔部の側面に対しても垂直に交わる方向の厚さとなる。引出部４４ａ及び４４ｂを覆う外装樹脂５０の厚さを厚くすることで、磁束漏れを効果的に抑えることができ、電気特性の向上を図ることができる。

図４は、引出部を覆う外装樹脂の厚さとインダクタンスとの関係を評価したシミュレーション結果である。図４の横軸は、引出部４４ａ及び４４ｂを覆う外装樹脂５０の厚さの最小値Ｔ１（図３（ｂ）参照）である。図４の縦軸は、インダクタンスの変化率であり、外装樹脂５０が設けられていないときのインダクタンスＬ０からの厚さｔの外装樹脂５０が設けられたときのインダクタンスＬｔの変化量ΔＬ（＝Ｌｔ−Ｌ０）をインダクタンスＬｔで割った値（ΔＬ／Ｌｔ）である。シミュレーションでは、ドラムコア１０は比透磁率が３５である磁性材料で形成されているとし、外装樹脂５０は比透磁率が２８である樹脂および磁性材料で形成されているとした。コイル４０は、銅線の表面をポリイミドで被覆した導線４６により形成される構造であるとした。

図４のように、引出部４４ａ及び４４ｂを覆う外装樹脂５０を厚くすることで、高いインダクタンスが得られることが分かる。これは、引出部４４ａ及び４４ｂがコイル４０の周回部４２と異なる方向の磁束を発生させることから生じるコイル４０全体としての磁場の乱れを、外装樹脂５０の厚くなった部分が磁路となることで緩和することが可能となるためと推測される。また、外装樹脂５０の厚さの最小値Ｔ１が０．２ｍｍ以上となると外装樹脂５０の厚さが０ｍｍである場合に対するインダクタンス値の変化率（増加率）が小さくなり、０．３ｍｍ以上となると更に小さくなり、０．４ｍｍ以上となるともっと小さくなることが分かる。なお、シミュレーションに用いた材料以外の材料を用いた場合でも、外装樹脂５０の厚さに関して同様の結果が得られる。すなわち、シミュレーションは一例であり、ここで用いた透磁率は、前述の一般的な磁性材料及び樹脂材料を用いた場合に得られる透磁率の一例である。前述の一般的な磁性材料及び樹脂材料を用いた場合に得られる透磁率の範疇においては、外装樹脂５０の厚さに関しておよそ同様の結果が得られる。例えば、シミュレーションではドラムコア１０の比透磁率を３５としているが、高い性能を求められるコイル部品の設計においてドラムコア１０の比透磁率は３５より大きくすることになるが、この場合も同様の結果が得られる。さらにシミュレーションでは外装樹脂の比透磁率を２８としているが、外装樹脂５０の厚さが０ｍｍである場合は外装樹脂５０の透磁率の代わりとしてこの部分の空気の透磁率がシミュレーションに用いられる。この空気の透磁率が１であるのに対して、外装樹脂５０の透磁率は数倍以上あれば良く、ドラムコア１０の透磁率に対する外装樹脂５０の透磁率の比率が０．５より大きければ更に高い性能を得ることが可能となる。したがって、引出部４４ａ及び４４ｂを覆う外装樹脂５０の厚さの最小値Ｔ１は、０．２ｍｍ以上の場合が好ましく、０．３ｍｍ以上の場合がより好ましく、０．４ｍｍ以上の場合が更に好ましい。一方、コイル部品１００の小型化の点では、引出部４４ａ及び４４ｂを覆う外装樹脂５０の厚さの最小値Ｔ１は、０．６ｍｍ以下の場合が好ましく、０．５ｍｍ以下の場合がより好ましく、０．４ｍｍ以下の場合が更に好ましい。

図２（ａ）及び図２（ｂ）のように、コイル４０の周回部４２は、好適には、鍔部１４ａ及び１４ｂの間に収まっていて、鍔部１４ａの側面２２及び鍔部１４ｂの側面３２よりも外側に突出していない。鍔部１４ａ及び１４ｂの透磁率は外装樹脂５０の透磁率よりも高いことから、周回部４２が鍔部１４ａ及び１４ｂの間に収まっていることで、インダクタンスなどの電気特性を向上させることができる。

図３（ｂ）及び図３（ｃ）のように、外装樹脂５０は、好適には、鍔部１４ａの側面２２側及び鍔部１４ｂの側面３２側では鍔部１４ａの側面２２及び鍔部１４ｂの側面３２よりも外側に突出する。一方、外装樹脂５０は、好適には、鍔部１４ａの側面２２以外の側面２４、２６、及び２８のうちの少なくとも１つの側面においては鍔部１４ａの側面２２及び鍔部１４ｂの側面３２よりも外側に突出せず鍔部１４ａと１４ｂの間に収まっている。これにより、磁束漏れを抑えてインダクタンス低下の抑制を図ることと小型化とを両立させることができる。

図２（ｂ）のように、鍔部１４ａの側面２４と巻軸１２との間の距離Ｘ１と鍔部１４ａの側面２２と巻軸１２との間の距離Ｘ２との差（Ｘ１−Ｘ２）は、コイル４０を構成する導線４６の厚さＴ以上であるが、好適には、コイル４０を構成する導線４６の厚さＴと略同じとできる。同様に、図２（ａ）のように、鍔部１４ｂの側面３４と巻軸１２との間の距離Ｘ３と鍔部１４ｂの側面３２と巻軸１２との間の距離Ｘ４との差（Ｘ３−Ｘ４）は、コイル４０を構成する導線４６の厚さＴ以上であるが、好適には、コイル４０を構成する導線４６の厚さＴと略同じとできる。これにより、コイル部品１００を小型化することができるとともに、引出部４４ａ及び４４ｂを鍔部１４ａ側に曲げることが可能となる。なお、略同じとは、製造誤差程度のずれを含むものであり、例えば１０％から２０％程度の誤差を含むものである。

図２（ｂ）及び図３（ｃ）のように、外部電極６０ａ及び６０ｂは、好適には、コイル部品１００の表面のうちの鍔部１４ａの巻軸１２が設けられた内側の面１５ａとは反対側の面である外側の面１７ａを含む表面以外の表面には設けられていない。この外側の面１７ａは、一部分に凹凸があっても、また、角や辺にテーパ面やＲ面がとってあってもよい。このように、コイル部品１００の表面のうちの鍔部１４ａの外側の面１７ａを含む表面のみに外部電極６０ａ及び６０ｂを設けることで、コイル部品１００を小型化することができる。また、コイル部品１００を回路基板などの実装した際に隣接する部品とショートすることが抑制されるため、高密度実装を行うことが可能となる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）のように、巻軸１２は軸方向から見た平面視で輪郭が直線と２つの円弧で形成された形状をしている。すなわち、鍔部１４ａ及び１４ｂの内側の面１５ａ及び１５ｂに接する巻軸１２の断面の輪郭が直線と２つの円弧で形成された形状をしている。しかしながらこの場合に限られる訳ではない。図５（ａ）から図５（ｄ）は、巻軸の他の形状を示す平面図である。図５（ａ）のように、巻軸１２は軸方向から見た平面視で楕円形形状をしていてもよい。図５（ｂ）のように、巻軸１２は軸方向から見た平面視で円形形状をしていてもよい。図５（ｃ）のように、巻軸１２は軸方向から見た平面視で長方形状又は正方形状などの矩形形状をしていてもよい。図５（ｄ）のように、巻軸１２は軸方向から見た平面視で矩形形状の対向する１組の辺側が外側に突き出た形状をしていてもよい。

図６は、実施例２に係るコイル部品の断面図である。なお、図６は、実施例１を表した図２（ａ）のＢ−Ｂ間の相当する箇所の断面図である。実施例１においては、鍔部１４ａ及び１４ｂは、巻軸１２の軸方向の平面視において略同じ大きさの矩形形状をしていて、それぞれの矩形の中心１６及び１８が巻軸１２の軸方向で略一致している。しかしながら、図６のように、実施例２のコイル部品２００では、鍔部１４ａ及び１４ｂは、巻軸１２の軸方向の平面視において異なった大きさの矩形形状をしていて、それぞれの矩形の中心１６及び１８が巻軸１２の軸方向で一致していない。巻軸１２の軸心２０は、鍔部１４ａの巻軸１２が設けられた内側の面１５ａの中心１６から側面２２側にずれている。一方、巻軸１２の軸心２０は、鍔部１４ｂの巻軸１２が設けられた内側の面１５ｂの中心１８には一致している、もしくは、巻軸１２の軸心２０が鍔部１４ａの巻軸１２が設けられている内側の面１５ａの中心１６から側面２２側にずれた量と異なった量でずれている。その他の構成は、実施例１のコイル部品１００と同じであるため説明を省略する。

実施例１では、巻軸１２は、軸心２０が鍔部１４ａの巻軸１２が設けられた内側の面１５ａの中心１６から側面２２側にずれ且つ鍔部１４ｂの巻軸１２が設けられた内側の面１５ｂの中心１８から側面３２側にずれている。しかしながら、この場合に限られず、実施例２のように、巻軸１２は、軸心２０が鍔部１４ａの巻軸１２が設けられた内側の面１５ａの中心１６から側面２２側にずれていれば、鍔部１４ｂの巻軸１２が設けられた内側の面１５ｂの中心１８に位置していてもよく、軸心２０が鍔部１４ａの巻軸１２が設けられた内側の面１５ａの中心１６から側面２２側にずれた量と異なった量でずれていてもよい。

図７は、実施例３に係る電子機器の断面図である。図７のように、実施例３の電子機器３００は、回路基板８０と、回路基板８０に実装された実施例１のコイル部品１００と、を備える。コイル部品１００は、外部電極６０ａ及び６０ｂが半田８４によって回路基板８０の電極８２に接合されることで、回路基板８０に実装されている。

実施例３の電子機器３００によれば、実施例１のコイル部品１００が回路基板８０に実装されているため、引出部が１つの面に設けられた外部電極６０ａ及び６０ｂにそれぞれ接続される構造を取り実装スペースを小さくしながら、インダクンスの劣化が抑制されたコイル部品を備える電子機器が得られる。また、コイル部品１００の引出部４４ａ及び４４ｂから回路基板８０までの距離を短くでき、導線で生じる抵抗を低くできる。また、低インダクタンスのコイル部品の場合、特に引出部４４ａ及び４４ｂから回路基板８０までの距離を短くでき、実装による抵抗の増加を抑制できる。なお、実施例３では、回路基板８０に実施例１のコイル部品１００が実装されている場合を例に示したが、実施例２のコイル部品２００が実装されている場合でもよい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ ドラムコア
１２ 巻軸
１４ａ、１４ｂ 鍔部
１５ａ、１５ｂ 内側の面
１７ａ 外側の面
１６ 中心
１８ 中心
２０ 軸心
２２〜２８ 側面
３２〜３８ 側面
４０ コイル
４２ 周回部
４４ａ、４４ｂ 引出部
４６ 導線
５０ 外装樹脂
６０ａ、６０ｂ 外部電極
８０ 回路基板
８２ 電極
８４ 半田
１００、２００ コイル部品
３００ 電子機器

Claims (13)

1. 巻軸と前記巻軸の軸方向の両端に設けられた第１鍔部及び第２鍔部とを含むドラムコアと、
   前記巻軸に導線が巻回された周回部と、前記導線が前記周回部から前記第１鍔部の第１側面側に引き出され、前記第１鍔部の前記第１側面に沿って前記第１鍔部側に曲げられた１対の引出部と、を含むコイルと、
   前記第１鍔部の前記巻軸が設けられている内側の面とは反対側の面である外側の面に設けられ、前記１対の引出部に接続された１対の外部電極と、を備え、
   前記第１鍔部の前記第１側面と前記周回部の最外周部との最短距離が、前記第１鍔部の前記第１側面とは前記巻軸を挟んで反対側の面である第２側面と前記周回部の最外周部との最短距離よりも短い、コイル部品。
2. 前記第１鍔部の前記第１側面と前記周回部の最外周部との間の最短距離は、前記巻軸の軸心に垂直な方向の前記導線の厚さ以下である、請求項１記載のコイル部品。
3. 前記第２鍔部の第３側面と前記周回部の最外周部との最短距離が、前記第２鍔部の前記第３側面とは前記巻軸を挟んで反対側の面である第４側面と前記周回部の最外周部との最短距離よりも短く、
   前記第１鍔部の前記第１側面と前記第２鍔部の前記第３側面とは、前記巻軸に対して同じ側に位置する、請求項１または２記載のコイル部品。
4. 前記巻軸の軸心は、前記第１鍔部の前記内側の面の中心から前記第１鍔部の前記第１側面側にずれている、請求項１から３のいずれか一項記載のコイル部品。
5. 前記第１鍔部と前記第２鍔部の少なくとも一部の間に、前記コイルを覆って設けられ、磁性粒子を含有する樹脂で形成された外装樹脂を備え、
   前記外装樹脂は前記１対の引出部を覆い、前記第１鍔部の前記第１側面では前記外装樹脂は前記第１鍔部の前記第１側面よりも外側に突出している、請求項１から４のいずれか一項記載のコイル部品。
6. 前記第１鍔部の前記第１側面側において前記外装樹脂の前記引出部を覆う前記巻軸の軸心に垂直な方向の厚さの最小値は、前記第１鍔部の前記第１側面以外の側面側において前記外装樹脂の前記周回部を覆う前記巻軸の軸心に垂直な方向の厚さの最小値よりも大きい、請求項５記載のコイル部品。
7. 前記外装樹脂は、前記第１鍔部の前記第１側面では前記第１鍔部の前記第１側面よりも外側に突出し、前記第１鍔部の前記第１側面を除く少なくとも１つの側面においては前記第１鍔部と前記第２鍔部との間に収まっている、請求項５または６記載のコイル部品。
8. 前記第１鍔部の前記第１側面側において前記外装樹脂の前記引出部を覆う前記巻軸の軸心に垂直な方向の厚さの最小値は、０．２ｍｍ以上である、請求項５から７のいずれか一項記載のコイル部品。
9. 前記周回部は、前記第１鍔部と前記第２鍔部との間に収まっている、請求項１から８のいずれか一項記載のコイル部品。
10. 前記コイルは、前記導線が前記巻軸にアルファ巻きで巻回されている、請求項１から９のいずれか一項記載のコイル部品。
11. 前記コイルは、前記導線が平角線である、請求項１から１０のいずれか一項記載のコイル部品。
12. 前記１対の外部電極は、前記コイル部品の表面のうちの前記第１鍔部の前記外側の面を含む表面にのみ設けられている、請求項１から１１のいずれか一項記載のコイル部品。
13. 請求項１から１２のいずれか一項記載のコイル部品と、
    前記コイル部品が実装された回路基板と、を備える電子機器。

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