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WO2014174964A1 - 巻線型電子部品及び巻線型電子部品のコア - Google Patents

巻線型電子部品及び巻線型電子部品のコア Download PDF

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WO2014174964A1
WO2014174964A1 PCT/JP2014/058255 JP2014058255W WO2014174964A1 WO 2014174964 A1 WO2014174964 A1 WO 2014174964A1 JP 2014058255 W JP2014058255 W JP 2014058255W WO 2014174964 A1 WO2014174964 A1 WO 2014174964A1
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core
electronic component
winding
type electronic
wound
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French (fr)
Inventor
優佳 田村
宗和 犬伏
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type with magnetic core
    • H01F17/045Fixed inductances of the signal type with magnetic core with core of cylindric geometry and coil wound along its longitudinal axis, i.e. rod or drum core
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/255Magnetic cores made from particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F27/292Surface mounted devices

Definitions

  • the present invention relates to a wire-wound electronic component and a core of the wire-wound electronic component, and more particularly to the shape of the core of the core of the wire-wound electronic component.
  • a wire wound electronic component core described in Patent Document 1 As a core of a conventional wire wound electronic component, a wire wound electronic component core described in Patent Document 1 is known.
  • the shape of the core part around which the winding in this type of core is wound has a prismatic shape.
  • FIG. 7 when the shape of the core portion 514 is made cylindrical, the end portion of the mold D500 for forming the core portion 514 from the powder as the core material becomes a thin and sharp shape. This is because chipping and cracking of the mold D500 are likely to occur.
  • the bending rigidity of the core part is smaller than that of a cylinder under the condition of the same cross-sectional area. Therefore, when the shape of the winding core is a prism, the cross-sectional area must be made larger than that of a cylinder in order to maintain the same bending rigidity as that of the cylinder. That is, when the shape of the core portion is a prism, there is a problem that a desired inductance value cannot be obtained because the cross-sectional area of the core portion cannot be reduced.
  • An object of the present invention is to provide a wound-type electronic component and a wound die that can suppress a decrease in bending rigidity of a winding core portion in a core of a wound-type electronic component and can suppress chipping and cracking of a mold for molding the core. It is to provide a core of electronic components.
  • the core of the wound electronic component according to the first aspect of the present invention is: A columnar core part around which the winding is wound; A collar portion provided at both ends of the core portion and projecting in a first direction perpendicular to the central axis of the core portion; With The cross-sectional shape of the cross section orthogonal to the central axis in the core portion is a shape formed by a combination of a rectangular shape and an arc-shaped convex portion that is provided on each opposite side of the rectangular pair and does not contact the corners of the rectangular shape.
  • the surface located in the first direction of the flange is a mounting surface; It is characterized by.
  • the wound electronic component according to the second aspect of the present invention is The core; Windings, An external electrode provided on the mounting surface of the flange, Providing It is characterized by.
  • the cross-sectional shape of the core portion of the core is a shape formed by a combination of a rectangle and an arc-shaped convex portion provided on each opposite side of one set of the rectangle.
  • the shape of this core part becomes a shape close
  • the arc-shaped convex part in the cross section of the core part is not in contact with the rectangular corner in the cross section.
  • molds this core part from the powder used as the material of a core becomes a flat shape, and can suppress the chip
  • the present invention it is possible to suppress chipping and cracking of a mold for molding the core while suppressing a decrease in bending rigidity of the core portion of the core of the wound electronic component.
  • FIGS. 1 and 2 A wound electronic component 1 according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the direction in which the central axis of the core part 14 extends is defined as the x-axis direction.
  • the direction along the long side of the flange 16 is defined as the y-axis direction
  • the direction along the short side of the flange 16 is defined as the z-axis direction. Note that the x-axis, y-axis, and z-axis are orthogonal to each other.
  • the wound electronic component 1 includes a core 12, a winding 20, and external electrodes 22 and 24.
  • the core 12 is made of a magnetic material such as ferrite, and includes a core portion 14 and flange portions 16 and 18.
  • the core part 14 is a columnar member extending in the x-axis direction.
  • the cross-sectional shape in the cross section S1 orthogonal to the central axis of the core part 14, that is, in the cross section S1 parallel to the y-axis and the z-axis is as shown in FIG.
  • the shape is a combination of the provided arcuate convex portions ⁇ and ⁇ .
  • the rectangle R has a pair of long sides extending in the y-axis direction and a pair of short sides extending in the z-axis direction.
  • the convex portion ⁇ is provided on a side that is a long side on the positive direction side in the z-axis direction in the rectangle R, and protrudes on the positive direction side in the z-axis direction.
  • the convex portion ⁇ is provided on a side that is a long side on the negative direction side in the z-axis direction in the rectangle R, and protrudes on the negative direction side in the z-axis direction.
  • the convex portions ⁇ and ⁇ in the cross section S1 are not in contact with the corners of the rectangle R in the cross section S1.
  • the flange portions 16 and 18 are provided at both ends of the winding core portion 14 in the x-axis direction.
  • the flange portion 16 is provided at one end on the negative side of the core portion 14 in the x-axis direction
  • the flange portion 18 is a positive portion of the core portion 14 in the x-axis direction. It is provided at the other end on the direction side.
  • the flanges 16 and 18 both have a rectangular parallelepiped shape and project in the y-axis direction and the z-axis direction (first direction). Note that the flange portions 16 and 18 are symmetric with respect to a plane that passes through the center of the core portion 14 in the x-axis direction and is parallel to the y-axis and the z-axis.
  • the external electrodes 22 and 24 are made of a Ni-based alloy such as Ni—Cr, Ni—Cu, or Ni, Ag, Cu, Sn, or the like. As shown in FIG. 1, the external electrode 22 is provided so as to cover a surface (hereinafter referred to as a side surface S ⁇ b> 2) on the positive side in the z-axis direction of the flange portion 16. As shown in FIG. 1, the external electrode 24 is provided with a surface on the positive side in the z-axis direction of the flange portion 18 (hereinafter referred to as a side surface S ⁇ b> 3).
  • the winding 20 is a conductive wire wound around the winding core portion 14, and a core wire mainly composed of a conductive material such as copper or silver is covered with an insulating material such as polyurethane. It is comprised by.
  • One end of the winding 20 on the negative side in the x-axis direction is connected to the external electrode 22 at the side surface S2, and the other end of the winding 20 on the positive side in the x-axis direction is the external electrode 24 at the side surface S3. Connected with.
  • a powder composed mainly of ferrite as a material of the core 12 is prepared. Then, the prepared ferrite powder is filled into the female die D1. By pressing the filled powder with male dies D2 and D3, the shape of the core portion 14 and the shapes of the flange portions 16 and 18 are formed.
  • the end portions ⁇ , ⁇ , ⁇ , and ⁇ of the mold for molding the core portion 14 have a flat tip.
  • external electrodes 22 and 24 are formed on the flange portions 16 and 18 of the core 12. Specifically, first, the side surface S2 of the flange portion 16 and the side surface S3 of the flange portion 18 of the core 12 are immersed in a container filled with the Ag paste, and the Ag paste is attached to each side surface. Next, the adhered Ag paste is dried and baked to form an Ag film as a base electrode on the side surfaces S2 and S3 of the flange portions 16 and 18. Further, a metal film of a Ni-based alloy is formed on the Ag film by electroplating or the like. Thus, the external electrodes 22 and 24 are formed.
  • the winding 20 is wound around the core 14 of the core 12. At this time, both ends of the winding 20 are pulled out from the core part 14 by a predetermined amount. Finally, the drawn portion of the winding 20 is connected to the external electrodes 22 and 24 by thermocompression bonding. Through the steps as described above, the wound electronic component 1 is completed.
  • the cross section perpendicular to the central axis of the core part 14, that is, the cross sectional shape in the cross section S1 is an arc shape provided on each side of a pair of the rectangle R and the rectangle R as shown in FIG.
  • the shape is a combination of the convex portions ⁇ and ⁇ .
  • the convex portions ⁇ and ⁇ in the cross section S1 are not in contact with the corners of the rectangle R in the cross section S1.
  • the ends ⁇ , ⁇ , ⁇ , and ⁇ of the male dies (molds) D2 and D3 for molding the core 14 have a flat tip.
  • the difference between the winding-type electronic component 1 ⁇ / b> A and the winding-type electronic component 1, which is a modified example, is the position of the long side and the short side of the rectangle R in the cross section of the core portion 14 of the core 12. This is the protruding direction (second direction) of the convex portions ⁇ and ⁇ .
  • the rectangle R has a pair of long sides extending in the z-axis direction and a pair of short sides extending in the y-axis direction.
  • the convex portion ⁇ is provided on a side which is a long side on the positive direction side in the y-axis direction in the rectangle R, and protrudes on the positive direction side in the y-axis direction.
  • the convex portion ⁇ is provided on a side that is a long side on the negative direction side in the y-axis direction in the rectangle R, and protrudes on the negative direction side in the y-axis direction.
  • the long side of the rectangle R extends in the z-axis direction, and the protruding direction of the convex portions ⁇ and ⁇ is the y-axis direction. Accordingly, the bending rigidity of the core 12 with respect to each rotational moment is greater with respect to the bending moment My that rotates about the axis parallel to the y axis than the rigidity to the bending moment Mz that rotates about the axis parallel to the z axis. Become.
  • Experiment 1 is an experiment in which the flanges 16 and 18 are fixed and a load in the z-axis direction is applied to the center of the core 14 in the x-axis direction as shown in FIG.
  • Experiment 2 is an experiment in which the flange portion 16 is fixed, the flange portion 18 is a free end, and a load in the z-axis direction is applied to the flange portion 18.
  • wire-wound electronic component and the core of the wire-wound electronic component according to the present invention are not limited to the above embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist.
  • the present invention is useful for a wound electronic component and a core of a wound electronic component, and in particular, while suppressing a decrease in bending strength of a winding core portion in the core of a wound electronic component, It is excellent in that it can suppress chipping and cracking of the mold to be molded.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract

 本発明の目的は、巻線型電子部品のコアにおける巻芯部の曲げ剛性の低下を抑制しつつ、該コアを成型する金型の欠けや割れを抑制することができる巻線型電子部品及び巻線型電子部品のコアを提供することである。 巻線型電子部品1のコア(12)は、巻芯部(14)と鍔部(16,18)とを備えている。巻芯部(14)は、巻線(20)が巻き回される。鍔部(16,18)は、巻芯部(14)の両端に設けられ、該巻芯部(14)の中心軸と直交する第1の方向に張り出している。巻芯部(14)における前記中心軸と直交する断面S1の断面形状は、長方形Rと円弧状の凸部α,βとの組み合わせから成る形状である。凸部α,βは、長方形Rの1組の各対辺に設けられ、該長方形Rの角と接しない。鍔部(16,18)における前記第1の方向に位置する面は、実装面である。

Description

巻線型電子部品及び巻線型電子部品のコア
 本発明は、巻線型電子部品及び巻線型電子部品のコアに関し、詳しくは、巻線型電子部品のコアの巻芯部の形状に関する。
 従来の巻線型電子部品のコアとして、特許文献1に記載の巻線型電子部品のコアが知られている。この種のコアにおける巻線が巻き回される巻芯部の形状は、角柱状を成している。これは、図7に示すように、巻芯部514の形状を円柱状にすると、コアの材料となる紛体から該巻芯部514を成形する金型D500の端部が、細く鋭い形状となり、該金型D500の欠けや割れが発生しやすくなるためである。
 ところで、巻芯部の形状が角柱である場合、その巻芯部の曲げ剛性は、同一の断面積という条件の下で、円柱である場合より小さくなる。従って、巻芯部の形状が角柱の場合には、円柱と同じ曲げ剛性を維持するために、円柱の場合よりも断面積を大きくせざるを得ない。つまり、巻芯部の形状が角柱である場合には、巻芯部の断面積を小さくすることができないため、所望のインダクタンス値を得ることができないという問題があった。
特開2011-100802号公報
 本発明の目的は、巻線型電子部品のコアにおける巻芯部の曲げ剛性の低下を抑制しつつ、該コアを成型する金型の欠けや割れを抑制することができる巻線型電子部品及び巻線型電子部品のコアを提供することである。
 本発明の第1の形態に係る巻線型電子部品のコアは、
 巻線が巻き回される柱状の巻芯部と、
 前記巻芯部の両端に設けられ、該巻芯部の中心軸と直交する第1の方向に張り出している鍔部と、
 を備え、
 前記巻芯部における前記中心軸と直交する断面の断面形状は、長方形と該長方形の1組の各対辺に設けられ、該長方形の角と接しない円弧状の凸部との組み合わせからなる形状であり、
 前記鍔部における前記第1の方向に位置する面は、実装面であること、
を特徴とする。
 本発明の第2の形態に係る巻線型電子部品は、
 前記コアと、
 巻線と、
 前記鍔部の実装面に設けられる外部電極と、
 を備えること、
 を特徴とする。
 本発明では、コアの巻芯部の断面形状が、長方形と該長方形の1組の各対辺に設けられた円弧状の凸部との組み合わせからなる形状である。これにより、該巻芯部の形状が、円柱に近い形状となり、巻芯部の形状が角柱である場合と比べ、より大きな曲げ剛性を維持することができる。また、巻芯部の断面における円弧状の凸部は、該断面における前記長方形の角と接していない。これにより、コアの材料となる紛体から該巻芯部を成形する金型の端部が、平坦な形状となり、該金型の欠けや割れを抑制することができる。
 本発明によれば、巻線型電子部品のコアにおける巻芯部の曲げ剛性の低下を抑制しつつ、該コアを成型する金型の欠けや割れを抑制できる。
一実施例である巻線型電子部品の外観図である。 一実施例である巻線型電子部品のコアの巻芯部の断面を表す断面図である。 一実施例である巻線型電子部品のコアの巻芯部の断面及び該コアを成型する金型の断面を表す断面図である。 変形例である巻線型電子部品のコアの外観図である。 変形例である巻線型電子部品のコアに加わる荷重を示した図である。 変形例である巻線型電子部品のコアに加わる荷重を示した図である。 従来技術に係る巻線型電子部品のコアの巻芯部の断面及び該コアを成型する金型の断面図である。
(巻線型電子部品の構成、図1、図2参照)
 一実施例に係る巻線型電子部品1について図面を参照しながら説明する。以下で、巻芯部14の中心軸が延在している方向をx軸方向と定義する。また、x軸方向から平面視したとき、鍔部16の長辺に沿った方向をy軸方向と定義し、鍔部16の短辺に沿った方向をz軸方向と定義する。なお、x軸、y軸及びz軸は互いに直交している。
 巻線型電子部品1は、図1に示すように、コア12、巻線20及び外部電極22,24を備えている。
 コア12は、例えばフェライト等の磁性材料により構成され、巻芯部14及び鍔部16,18を含んでいる。
 巻芯部14は、図1に示すように、x軸方向に延在している柱状の部材である。また、巻芯部14の中心軸と直交する断面、つまりy軸及びz軸と平行な断面S1における断面形状は、図2に示すように、長方形Rと該長方形Rの1組の各対辺に設けられた円弧状の凸部α,βとの組み合わせからなる形状である。長方形Rは、y軸方向に延在する1対の長辺とz軸方向に延在する1対の短辺とを有している。また、凸部αは、前記長方形Rにおけるz軸方向の正方向側の長辺となる辺に設けられており、z軸方向の正方向側に突出している。凸部βは、前記長方形Rにおけるz軸方向の負方向側の長辺となる辺に設けられており、z軸方向の負方向側に突出している。ただし、断面S1における凸部α,βは、該断面S1における長方形Rの角と接していない。
 鍔部16,18は、図1に示すように、巻芯部14におけるx軸方向の両端に設けられている。具体的には、鍔部16は、図1に示すように、巻芯部14のx軸方向の負方向側の一端に設けられ、鍔部18は、巻芯部14のx軸方向の正方向側の他端に設けられている。また、鍔部16,18は共に、直方体状を成し、y軸方向及びz軸方向(第1の方向)に張り出している。なお、鍔部16,18は、巻芯部14のx軸方向の中心を通り、y軸及びz軸と平行な平面に関して対称である。
 外部電極22,24は、Ni-Cr、Ni-Cu,Ni等のNi系合金やAg、Cu、Sn等により構成されている。外部電極22は、図1に示すように、鍔部16におけるz軸方向の正方向側の面(以下で、側面S2と称す)を覆うように設けられている。外部電極24は、図1に示すように、鍔部18におけるz軸方向の正方向側の面(以下で、側面S3と称す)を設けられている。
 巻線20は、図1に示すように、巻芯部14に巻き回されている導線であり、銅や銀といった導電性材料を主成分とする芯線がポリウレタン等の絶縁材料により被覆されることにより構成されている。また、巻線20のx軸方向の負方向側の一端は、側面S2において外部電極22と接続され、巻線20のx軸方向の正方向側の他端は、側面S3おいて外部電極24と接続されている。
(巻線型電子部品の製造方法、図3参照)
 以下に、実施例である巻線型電子部品の製造方法について説明する。
 まず、コア12の材料となるフェライトを主成分とした粉末を準備する。そして、準備したフェライト粉末を、雌型D1に充填する。充填した粉末を雄型D2,D3で加圧することによって、巻芯部14の形状及び鍔部16,18の形状を成形する。ここで、図3に示すように、巻芯部14を成型する金型の端部γ,δ,ε,ηの形状は、先端が平坦な形状を成している。
 次に、巻芯部14及び鍔部16,18の成形終了後に焼成を行い、コア12が完成する。
 そして、コア12の鍔部16,18に外部電極22,24を形成する。具体的には、まず、Agペーストが満たされた容器にコア12の鍔部16の側面S2及び鍔部18の側面S3を浸漬させて、各側面にAgペーストを付着させる。次に、付着したAgペーストを乾燥させ、焼成することによって、鍔部16,18の側面S2,S3に下地電極であるAg膜を形成する。更に、電気めっきなどにより、Ni系合金の金属膜をAg膜上に形成する。以上により、外部電極22,24が形成される。
 次に、コア12の巻芯部14に巻線20を巻きつける。この際、巻線20の両端を所定量だけ巻芯部14から引き出しておく。最後に、巻線20の引き出された部分を外部電極22,24に対して熱圧着により接続する。以上のような工程を経て、巻線型電子部品1が完成する。
(効果)
 巻線型電子部品1及び巻線型電子部品1のコア12によれば、該コアの巻芯部14の曲げ剛性の低下を抑制しつつ、該コア12を成型する金型の欠けや割れを抑制できる。具体的には、巻芯部14の中心軸と直交する断面、つまり断面S1における断面形状は、図2に示すように、長方形Rと該長方形Rの1組の各対辺に設けられた円弧状の凸部α,βとの組み合わせからなる形状である。これにより、該巻芯部14の形状が、円柱に近い形状となり、巻芯部の形状が角柱である場合と比べ、高い曲げ剛性を維持することができる。
 また、断面S1における凸部α,βは、該断面S1における長方形Rの角と接していない。これにより、巻芯部14を成型する雄型(金型)D2,D3の端部γ,δ,ε,ηの形状は、先端が平坦な形状を成している。結果として、雄型(金型)D2,D3の欠けや割れを抑制することができる。
(変形例、図4参照)
 図4に示すように、変形例である巻線型電子部品1Aと巻線型電子部品1との相違点は、コア12の巻芯部14における断面の、長方形Rの長辺及び短辺の位置並びに凸部α,βの突出方向(第2の方向)である。具体的には、長方形Rは、z軸方向に延在する1対の長辺とy軸方向に延在する1対の短辺とを有している。また、凸部αは、前記長方形Rにおけるy軸方向の正方向側の長辺となる辺に設けられており、y軸方向の正方向側に突出している。凸部βは、前記長方形Rにおけるy軸方向の負方向側の長辺となる辺に設けられており、y軸方向の負方向側に突出している。
 他の構成は前記実施例と同様である。従って、本変形例において巻芯部14以外の説明は前記実施例での説明のとおりである。
 変形例である巻線型電子部品1Aでは、長方形Rの長辺はz軸方向に延在し、凸部α,βの突出方向がy軸方向である。従って、各回転モーメントに対するコア12の曲げ剛性は、z軸と平行な軸を中心に回転させる曲げモーメントMzに対する剛性より、y軸と平行な軸を中心に回転させる曲げモーメントMyに対する剛性のほうが大きくなる。これにより、巻線型電子部品1Aの実装時にz軸方向と垂直な負荷がかけられ、y軸と平行な軸を中心に回転させる曲げモーメントMyが発生した場合、巻線型電子部品1と比べ、巻芯部14がたわみにくくなるという効果を奏する。
(実験、図5、図6参照)
 本願発明者は、上述の効果を明確なものとするために、巻芯部が折れるまでの荷重を測定する実験を行った。具体的には、実験では、一実施例に相当するサンプル1、及び、変形例に相当するサンプル2を用い、荷重をかける位置を変えて2回行った。実験1は、図5に示すように、鍔部16,18を固定して巻芯部14のx軸方向の中央に、z軸方向の荷重をかける実験である。実験2は、図6に示すように、鍔部16を固定して鍔部18を自由端とし、鍔部18にz軸方向の荷重をかける実験である。
 実験の結果を、サンプル1にかけた荷重を基準として、表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1からわかるように、実験1,2いずれの場合も、変形例に相当するサンプル2にかけられた荷重の方が、サンプル1にかけられた荷重よりも大きいことがわかる。これは、変形例に相当するサンプル2の方が、サンプル1よりもz軸方向にかかる荷重に対して、たわみにくいことを示している。
(他の実施例)
 本発明に係る巻線型電子部品及び巻線型電子部品のコアは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
 以上のように、本発明は、巻線型電子部品及び巻線型電子部品のコアに有用であり、特に、巻線型電子部品のコアにおける巻芯部の曲げ強度の低下を抑制しつつ、該コアを成型する金型の欠けや割れを抑制することができる点で優れている。
1,1A 巻線型電子部品
12 コア
14 巻芯部
16,18 鍔部
20 巻線
22,24 外部電極

Claims (3)

  1.  巻線が巻き回される柱状の巻芯部と、
     前記巻芯部の両端に設けられ、該巻芯部の中心軸と直交する第1の方向に張り出している鍔部と、
     を備え、
     前記巻芯部における前記中心軸と直交する断面の断面形状は、長方形と該長方形の1組の各対辺に設けられ、該長方形の角と接しない円弧状の凸部との組み合わせからなる形状であり、
     前記鍔部における前記第1の方向に位置する面は、実装面であること、
     を特徴とする巻線型電子部品のコア。
  2.  前記凸部は、前記長方形における長辺に設けられ、
     前記凸部が突出している第2の方向は、前記中心軸及び前記第1の方向に直交する方向であること、
     を特徴とする請求項1に記載の巻線型電子部品のコア。
  3.  請求項1又は請求項2に記載のコアと、
     巻線と、
     前記鍔部の実装面に設けられる外部電極と、
     を備えること、
     を特徴とする巻線型電子部品。
PCT/JP2014/058255 2013-04-26 2014-03-25 巻線型電子部品及び巻線型電子部品のコア Ceased WO2014174964A1 (ja)

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JP2013094155 2013-04-26

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Citations (4)

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