JP2000269039A - 低背型表面実装コイル部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インダクタンス等に関する従来品と同等の特
性を従来品よりも低い高さ寸法で実現する。 【解決手段】 少なくともコイル巻回領域を含む表面を
絶縁したアモルファス磁性合金薄帯積層コアを２個組み
合わせて磁気回路を構成したコア構造体１と、複数の平
角導線を融着、一体化した線材１２を前記コア構造体１
の少なくともいずれかの脚部に巻回してなる空心コイル
１０とを備えている。前記空心コイル１０は、前記線材
の各平角導線がエッジワイズ巻きとなるように巻回され
ており、コイル端末は表面実装用端子１５に接続されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気、電子機器の
インダクタ、チョークコイル、トランス等としての表面
実装型コイル部品に係り、特にアモルファス磁性合金薄
帯積層型コアを用いた低背型表面実装コイル部品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、フェライト製薄型チョークコイル
では、断面円形の中央磁脚を有するフェライトコアと平
角巻線コイルの組み合わせよりなるチョークコイルが用
いられている（特開平１０−１２５５４５号）。

【０００３】これに対し、アモルファス磁性合金製チョ
ークコイルでは、薄帯を巻回して従来のトロイダル形状
にしたコアを小型表面実装型化（小型ＳＭＤ化）したチ
ョークコイルが実用化されている。

【０００４】アモルファス磁性合金コアは、巻回する方
法以外に積層することによっても作製できる。実開昭５
７−２０１８２５号にはアモルファス磁性合金の板状シ
ートを所定形状に形成し、熱硬化性樹脂を介してブロッ
クの各形状となるように積層し圧着するとともに、各ブ
ロックを互いに圧着してコアを構成した高周波電力用変
圧器が開示されている。また、特開昭５７−３５３０８
号にはアモルファス磁性合金薄帯にガラス層を介して積
層する方法において、アモルファス磁性合金薄帯の熱処
理と積層接着とを同時に行う積層方法が開示されてい
る。

【０００５】ＤＣ−ＤＣコンバータ用チョークコイル等
の用途にあっては、その駆動周波数が３００ｋＨｚ〜５
００ｋＨｚと高周波化する傾向にあるため、表皮効果に
よりコイル巻線の抵抗損失が増大する傾向にあり、この
対策としてリッツ線等を用いて損失を低減する方法が実
用化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ノー
ト型パーソナルコンピュータの薄型化に伴い、プリント
基板上に配置する素子の高さ寸法が著しく制限される傾
向が強まっている。特に高さ３.５mm以下の薄型で直流
抵抗の小さい表面実装型チョークコイルが望まれてい
る。しかしながら、フェライトチョークでは高さの低下
とともにインダクタンス、直流抵抗が劣化する。アモル
ファス磁性合金チョークコイルにおいてもトロイダル形
状のままでは特性劣化が避けられない。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑み、従来品と同等
の特性を従来品よりも低い高さ寸法で実現可能とした低
背型表面実装コイル部品を提供することを目的とする。

【０００８】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の低背型表面実装コイル部品は、少なくとも
コイル巻回領域を含む表面を絶縁したアモルファス磁性
合金薄帯積層コアを２個組み合わせて磁気回路を構成し
たコア構造体と、複数の平角導線を融着、一体化した線
材を前記コア構造体の少なくともいずれかの脚部に巻回
してなる空心コイルとを備えている。

【００１０】前記低背型表面実装コイル部品において、
前記空心コイルは、前記線材の各平角導線がエッジワイ
ズ巻きとなるように巻回したものであるとよい。

【００１１】前記コア構造体が、ＥＥ型、ＥＩ型、ＵＵ
型、ＵＩ型、□Ｉ型又はＥＥＭ型構造であるとよい。

【００１２】前記アモルファス磁性合金薄帯積層コアの
表面の絶縁が静電塗装、絶縁テープ又は熱収縮テープに
て形成されているとよい。

【００１３】前記コア構造体の磁気ギャップが球形粉体
と接着剤の混合物で構成されていてもよく、耐熱性樹脂
シート又はテープを用いても良い。あるいは、前記アモ
ルファス磁性合金薄帯積層コアがＥ型であって、中脚部
長さ寸法が、磁気ギャップ分だけ外脚部長さ寸法よりも
短く形成されていてもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る低背型表面実
装コイル部品の実施の形態を図面に従って説明する。

【００１５】図１乃至図６で本発明の第１の実施の形態
を説明する。この第１の実施の形態は、チョークコイル
を構成した場合であって、図１乃至図３は第１の実施の
形態の全体構成を、図４は磁気回路を構成するコア構造
体を、図５は空心コイルを、図６は空心コイルに用いる
線材の構成をそれぞれ示す。

【００１６】これらの図において、１はコア構造体であ
って、Ｅ型のアモルファス磁性合金薄帯積層コア１Ａ，
１Ｂを２個突き合わせたＥＥ型構造となっている。Ｅ型
のアモルファス磁性合金薄帯積層コア１Ａ，１ＢはＥ型
形状にプレス加工したアモルファス磁性合金薄帯を多数
積層し、樹脂含浸により積層一体化し、少なくともコイ
ル巻回領域となる中央脚部に絶縁処理を施したものであ
る。コアの絶縁処理は絶縁テープを巻く構成、樹脂をコ
ーティングする構成、熱収縮チューブを用いて熱収縮に
より表面に密着させる構成等がある。樹脂コーティング
においては特に、静電塗装が好ましく、また、熱収縮チ
ューブを用いる場合は、コア端部をバレル研磨して、熱
収縮チューブの切断を予防する必要がある。

【００１７】図５及び図６のように、空心コイル１０は
高周波電流の表皮効果による抵抗損失を抑制するため
に、厚さ０.３mm以下の平角導線１１をエッジワイズに
巻かれる（平角導線の幅の狭い面が湾曲する）ように複
数組み合わせて幅広面同士を融着（各平角導線相互の絶
縁は保たれている）させてなる線材１２を前記コア１
Ａ，１Ｂの中央脚部に装着できるよう巻き上げて構成さ
れている。空心コイル１０の巻線端末にはそれぞれ表面
実装用端子１５がスポット溶接等で固着されている。

【００１８】このように形成された空心コイル１０に対
し、前記コア１Ａ，１Ｂの中央脚部を挿入し、コア１
Ａ，１Ｂの突き合わせ面を互いに接着することで、ＥＥ
型構造のコア構造体１を構成する。ここで、コア１Ａ，
１Ｂ間に磁気ギャップが必要な場合、図４のコア１Ａ，
１Ｂの中央脚部接合部の拡大図Ｐに示すように、ガラス
ビーズ等の球形粉体１７と接着剤１８の混合物でコア１
Ａ，１Ｂを突き合わせ状態で一体化すれば良い。一定粒
径の球形粉体１７は例えば１０μｍ〜数１００μｍの平
均粒径であり、コア１Ａ，１Ｂの突き合わせ面間に介在
することで、磁気ギャップを一定に保つことができる。
なお、磁気ギャップを一定に保つ媒体はガラスビーズに
限らず、ある程度寸法の揃った非磁性球形粉体なら代用
できる。また、熱変形の少ない耐熱性樹脂シート又はテ
ープでもよい。

【００１９】このようにコア構造体１に空心コイル１０
を装着したチョークコイルの本体部分は、図１乃至図３
のように樹脂ケース２０内に収容される。この場合、例
えばケース２０はベース２１とケース蓋２２から成り、
ベース２１に空心コイル１０両端の表面実装用端子１５
を接着等で固定し、チョークコイル本体部分をベース２
１上に固定した後、ケース蓋２２をベース２１に接着等
で一体化する。あるいは、端子１５部分を露出させて樹
脂モールドでケースを成形してもよい。

【００２０】この第１の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。

【００２１】(1) 低背型チョークコイルでは、絶縁に
使用している樹脂の厚さが無視できない。本実施の形態
ではコアケースを使用しないでコア構造体１と空心コイ
ル１０との絶縁を保つこと、及びアモルファス磁性合金
薄帯を積層してコア形状の空間効率を改善することによ
り、従来のアモルファス磁性合金薄帯を巻回したトロイ
ダルコイルにくらべてコアの厚さを薄くすると同時に断
面積を大きくできるため、少ない導線の巻数で同じイン
ダクタンスを達成できる。巻数が少ないので導線の直流
抵抗を低減する効果もあり、銅損が改善される。後述の
実施例で詳述するが、本例では、従来の低背ＳＭＤチョ
ークコイルの特性を劣化させないでコイル厚さを３０％
程度薄くできる。

【００２２】(2) コア構造体１を構成するコア１Ａ，
１Ｂ間に磁気ギャップが必要な場合、ガラスビーズ等の
球形粉体１７と接着剤の混合物でコア１Ａ，１Ｂを突き
合わせ状態で一体化することで、磁気ギャップを一定に
保つことができ、特性の均一化を図ることができる。ま
た、耐熱性樹脂シート又はテープを用いても磁気ギャッ
プを一定に保つことができる。

【００２３】図７及び図８で本発明の第２の実施の形態
を説明する。この場合、表面実装用端子１５の配置が空
心コイル１０の側方となっている。つまり、Ｅ型のアモ
ルファス磁性合金薄帯積層コア１Ａ，１Ｂの外脚部に沿
った配置となる。なお、その他の構成は前述した第１の
実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号
を付して説明を省略する。

【００２４】この第２の実施の形態のように、端子配置
は必要に応じて変更可能である。

【００２５】上記第１及び第２の実施の形態では、Ｅ型
のアモルファス磁性合金薄帯積層コア１Ａ，１Ｂを突き
合わせ一体化接合する際、磁気ギャップをガラスビーズ
等の球形粉体と接着剤の混合物あるいは耐熱性樹脂シー
ト又はテープで一定に保つ構成としたが、図９のよう
に、Ｅ型のアモルファス磁性合金薄帯積層コア１Ａ，１
Ｂのいずれか一方の中央脚部を短くし、中央脚部の長さ
寸法を磁気ギャップ分だけ外脚部長さ寸法よりも短く形
成しておき、通常の接着剤で接合一体化する構造として
も差し支えない。

【００２６】図１０乃至図１２で本発明の第３の実施の
形態を示す。これらの図において、コア構造体３１はＵ
型のアモルファス磁性合金薄帯積層コア３１Ａ，３１Ｂ
を２個突き合わせたＵＵ型構造となっている。そして、
ＵＵ型コア構造体３１の両方の脚部には、それぞれ空心
コイル４０が設けられ、各空心コイル４０の両端はそれ
ぞれ表面実装用端子４５にスポット溶接等で固着されて
いる。ここで、２個の空心コイル４０は両端の端子４５
に対し並列接続され、かつ電流による磁束がコア構造体
３１内を同じ周回方向で発生するように巻回方向を設定
している。図示の場合は、ノーマルモードチョークコイ
ルであるが、コモンモードチョークコイルの場合には、
コイルの巻回方向を逆にし、端子は片側２個ずつとすれ
ばよい。トランスの場合には、各脚部に別々の空心コイ
ルを設ければよい。

【００２７】その他、ケース２０等の構造は第１の実施
の形態と同様でよい。

【００２８】この第３の実施の形態は、コア構造体３１
に複数の空心コイルを配置するのに適した構造であり、
ノーマルモード又はコモンモードチョークコイル、トラ
ンス等を構成可能である。

【００２９】なお、上記各実施の形態ではＥＥ型のコア
構造体又はＵＵ型のコア構造体を用いた場合を例示した
が、図１３のＥ型のアモルファス磁性合金薄帯積層コア
にＩ型のアモルファス磁性合金薄帯積層コアを突き合わ
せたＥＩ型コア構造体、図１４のＵ型のアモルファス磁
性合金薄帯積層コアにＩ型のアモルファス磁性合金薄帯
積層コアを突き合わせたＵＩ型コア構造体、図１５の□
型のアモルファス磁性合金薄帯積層コアにＩ型のアモル
ファス磁性合金薄帯積層コアを組み合わせた□Ｉ型コア
構造体、図１６及び図１７の中脚部の肉厚が薄くなった
Ｅ型類似形状のアモルファス磁性合金薄帯積層コア同士
を突き合わせたＥＥＭ型構造等であってもよく、空心コ
イルをそのいずれかの脚部に設ければよい。

【００３０】空心コイルとして巻回する線材は、高周波
電流の表皮効果による抵抗損失を抑制するために、厚さ
０.３mm以下の平角導線１１をエッジワイズに巻かれる
（平角導線の幅の狭い面が湾曲する）ように複数組み合
わせて幅広面同士を融着したものであり、電流容量に応
じて平角導線を組み合わせる本数を変えることができ、
例えば図１８（Ａ）の２本の平角導線１１を組み合わせ
たもの、同図（Ｂ）の６本の平角導線１１を組み合わせ
たもの等、２本以上の任意の本数を組み合わせることが
できる。なお、図１８（Ｃ）は比較のために示した従来
の線材の例である。

【００３１】

【実施例】本発明を実施例にて以下に詳述する。

【００３２】１１.７mm×５.９mmのＥ型形状にプレス加
工したアモルファス磁性合金薄帯をステンレス鋼製容器
に重ねて熱処理し、処理後のＥ型薄帯を重ね合わせたま
ま樹脂に含浸して高さ１.６mmのコアを形成した。この
コアの中脚部分を１２μｍ厚さのポリエステルテープで
覆って絶縁した。断面が０.１mm×０.５mmの平角導線を
５枚融着して０.５mm×０.５mmの導線とし、これを１０
回エッジワイズ巻きした空心コイルを作製して端部にタ
ーミナルをスポット溶接した。薄帯を重ねた方向と垂直
方向にコアを動かして、Ｅコア端面を研磨した後、ガラ
スビーズとエポキシ樹脂の混合物を接合面に塗布してギ
ャップ調整を行なった。

【００３３】このようにして高さ３.５mm、床面１２.５
×１２.５mmのＳＭＤチョークコイルを作製して３００
ｋＨｚのインダクタンスを測定したら、１０μＨであ
り、直流抵抗が、１１ｍΩであった。

【００３４】この特性は、同じ床面積を有する５mm高さ
の従来のＳＭＤチョークコイル（トロイダルコア使用）
と同等であり、この結果、３０％の高さ寸法の低減が可
能となった。

【００３５】なお、上記各実施の形態はチョークコイル
を構成する場合を例示しているが、複数の空心コイルを
相互に絶縁して設けることで、トランス等の低背型表面
実装コイル部品を実現することもできる。

【００３６】以上本発明の実施の形態及び実施例につい
て説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく
請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能
なことは当業者には自明であろう。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る低背
型表面実装コイル部品によれば、少なくともコイル巻回
領域を含む表面を絶縁したアモルファス磁性合金薄帯積
層コアを２個組み合わせて磁気回路を構成したコア構造
体と、複数の平角導線を融着、一体化した線材を前記コ
ア構造体の少なくともいずれかの脚部に巻回してなる空
心コイルとを備えており、コアケースを使用しないで前
記コア構造体と空心コイルとの絶縁を保つこと、及びア
モルファス磁性合金薄帯を積層してコア形状の空間効率
を改善することにより、従来のアモルファス磁性合金薄
帯を巻回したトロイダルコイルにくらべてコアの厚さを
薄くすると同時に断面積を大きくでき、低背化を図り得
る。コア断面積が大きいため、少ない導線の巻数で同じ
インダクタンスを達成でき、巻数が少ないので導線の直
流抵抗を低減する効果もあり、銅損の低減が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る低背型表面実装コイル部品の第１
の実施の形態であって、ケース蓋を省略して示す平面図
である。

【図２】同じく正断面図である。

【図３】同じく側断面図である。

【図４】第１の実施の形態で用いるコア構造体の一部を
部分拡大して示す平面図である。

【図５】第１の実施の形態で用いる空心コイルの斜視図
である。

【図６】前記空心コイルに用いる線材の断面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態であって、ケース蓋
を省略して示す平面図である。

【図８】第２の実施の形態で用いる空心コイルの斜視図
である。

【図９】第１の実施の形態において、磁気ギャップを形
成するために用いることのできるコア構造体を示す平面
図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態であって、ケース
蓋を省略して示す平面図である。

【図１１】第３の実施の形態で用いるコア構造体の平面
図である。

【図１２】第３の実施の形態で用いる空心コイルの斜視
図である。

【図１３】ＥＩ型コア構造体の平面図である。

【図１４】ＵＩ型コア構造体の平面図である。

【図１５】□Ｉ型コア構造体の平面図である。

【図１６】ＥＥＭ型コア構造体の平面図である。

【図１７】ＥＥＭ型コア構造体の突き合わせ面の断面を
示す図１６のXVII−XVII断面図でである。

【図１８】各実施の形態で使用可能な線材及び従来の線
材を対比して示す断面図である。

【符号の説明】

１，３１ コア構造体 １Ａ，１Ｂ，３１Ａ，３１Ｂ アモルファス磁性合金薄
帯積層コア １０，４０ 空心コイル １１ 平角導線 １２ 線材 １５，４５ 表面実装用端子 １７ 球形粉体 １８ 接着剤 ２０ 樹脂ケース ２１ ベース ２２ ケース蓋

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともコイル巻回領域を含む表面を
   絶縁したアモルファス磁性合金薄帯積層コアを２個組み
   合わせて磁気回路を構成したコア構造体と、複数の平角
   導線を融着、一体化した線材を前記コア構造体の少なく
   ともいずれかの脚部に巻回してなる空心コイルとを備え
   たことを特徴とする低背型表面実装コイル部品。
2. 【請求項２】 前記空心コイルは、前記線材の各平角導
   線がエッジワイズ巻きとなるように巻回したものである
   請求項１記載の低背型表面実装コイル部品。
3. 【請求項３】 前記コア構造体が、ＥＥ型、ＥＩ型、Ｕ
   Ｕ型、ＵＩ型、□Ｉ型又はＥＥＭ型構造である請求項１
   又は２記載の低背型表面実装コイル部品。
4. 【請求項４】 前記アモルファス磁性合金薄帯積層コア
   の表面の絶縁が静電塗装、絶縁テープ又は熱収縮テープ
   にて形成されている請求項１，２又は３記載の低背型表
   面実装コイル部品。
5. 【請求項５】 前記コア構造体の磁気ギャップが球形粉
   体と接着剤の混合物あるいは耐熱性樹脂シート又はテー
   プで構成されている請求項１，２，３又は４記載の低背
   型表面実装コイル部品。
6. 【請求項６】 前記アモルファス磁性合金薄帯積層コア
   がＥ型であって、中脚部長さ寸法が、磁気ギャップ分だ
   け外脚部長さ寸法よりも短く形成されてなる請求項１，
   ２又は４記載の低背型表面実装コイル部品。