JP2003309024A - コイル封入型磁性部品及びその製造方法 - Google Patents
コイル封入型磁性部品及びその製造方法Info
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Abstract
したコイル封入型磁性部品において、前記端子周りの圧
粉成形体の強度を向上させ、前記端子の折り曲げ等の加
工の際に圧粉成形体にクラックや折れが発生しないよう
にする。 【解決手段】 重量比率で1〜8%の絶縁材をコーティ
ングした強磁性金属粒子からなる圧粉成形体25中に1
個以上の空心コイル21を埋め込んだコイル封入型磁性
部品において、前記圧粉成形体25の上面及び下面が互
いに平行面をなし、前記空心コイル21と一体の端子又
は前記空心コイルに継線された端子が前記圧粉成形体2
5の側面から引き出されており、前記端子の引出位置の
真上及び真下に対応する前記圧粉成形体25の上面及び
下面に前記端子の幅よりも広い幅の凹部26を形成した
構成である。
Description
インダクタ、トランス、その他の電子機器に用いるコイ
ル封入型磁性部品及びその製造方法に関する。
小型(低背)で大電流に対応した圧粉磁芯を有する磁性
部品が要求されている。圧粉磁芯の材料には、フェライ
ト粉末や強磁性金属粉末が用いられている。
して飽和磁束密度が大きいため、直流重畳特性が高磁界
まで保たれ、大電流を必要とする用途に適している。
るため、コイルと磁性粉が一体になった磁性部品が提案
されている。この構造の磁性部品を、本明細書では、コ
イル封入型磁性部品と呼ぶ。
提案されている。例えば、特開2001−267160
号公報には、絶縁材をコーティングした強磁性金属粒子
からなる磁性粉末中に、平角導線を使用したエッジワイ
ズ巻線を埋め込んだ例が示されている。また、特開平5
−291046号公報には、絶縁被覆した市販電線に外
部電極を接続し、市販電線を巻回した巻線全体を絶縁被
膜で覆い、さらにそれらを包み込むように磁性粉末とと
もに成形することが開示されている。
報と同様の構造の平角導線を用いたコイル封入型磁性部
品の従来例であり、図10(A)は平面図、(B)は正
断面図である。図において、1は空心コイル、5は圧粉
成形体(圧粉磁芯)であり、圧粉成形体5はコイル1に
継線された電極端子4の外部導出部分を除き当該コイル
1及び電極端子4の周囲を覆っている。前記コイル1
は、絶縁被膜された平角導線2(平角銅線)をエッジワ
イズ状に数ターン巻線したもの、すなわち、厚さ方向に
積層しかつ幅方向に湾曲状に曲げて筒状に数ターン巻回
したものである。
磁性粉末成形後に、適当なアニール温度で硬化させる
が、図11(A)のように当初圧粉成形体5の側面より
突出したコイル1の電極端子4を図11(B)のように
圧粉成形体5の側面及び下面に沿って折り曲げる工程
で、図11(C)のように電極端子4の引出部分の周辺
に圧粉成形体5にクラック6が生じ、ひどい場合は圧粉
成形体5が折れるという問題があった。
46号公報と同様の丸導線を用いたコイル封入型磁性部
品の従来例であり、11はコイル、15は圧粉成形体
(圧粉磁芯)であり、圧粉成形体15はコイル11に継
線された電極端子14の外部導出部分を除き当該コイル
11及び電極端子14の周囲を覆っている。この場合に
も、圧粉成形体15の成形、硬化後に電極端子14を折
り曲げ加工する際に、図11で説明したのと同様のクラ
ック発生、折れ発生の問題がある。
平角導線2(平角銅線)をエッジワイズ状に数ターン巻
線した空心コイルの場合、実際には外周側が内周側より
も線材が引き伸ばされ薄くなるため、線材断面はくさび
状になり、巻線外周側の各層間に隙間が生じる。このた
め、空心コイルの上下を磁性粉末で一体成形する場合
は、巻線外周側に圧力がかかりにくいため、外側ほど圧
粉成形体の強度が弱いという問題がある。
なりやすく、端子の折り曲げ時に力がかかるため、クラ
ックが発生しやすい。
鑑み、2つ以上の端子を圧粉成形体側面から引き出した
コイル封入型磁性部品において、前記端子周りの圧粉成
形体の強度を向上させ、前記端子の折り曲げ等の加工の
際に圧粉成形体にクラックや折れが発生しないようにし
たコイル封入型磁性部品を提供することを目的とする。
の実施の形態において明らかにする。
に、本願請求項1の発明は、重量比率で1〜8%の絶縁
材をコーティングした強磁性金属粒子からなる圧粉成形
体中に1個以上の空心コイルを埋め込んだコイル封入型
磁性部品において、前記圧粉成形体の上面及び下面が互
いに平行面をなし、前記空心コイルと一体の端子又は前
記空心コイルに継線された端子が前記圧粉成形体の側面
から引き出されており、前記端子の引出位置の真上及び
真下に対応する前記圧粉成形体の上面及び下面の少なく
とも一方に前記端子の幅よりも広い幅の凹部を形成した
ことを特徴としている。
性部品は、請求項1において、前記凹部の底面が前記圧
粉成形体の上面及び下面と平行面をなし、かつ前記凹部
の深さが前記圧粉成形体の厚さの2%〜10%であるこ
とを特徴としている。
性部品は、請求項1又は2において、前記凹部の奥行方
向長さは、前記圧粉成形体の側面から前記空心コイルの
内径と外径との間に至るまでの長さであることを特徴と
している。
性部品は、請求項1,2又は3において、前記端子は前
記圧粉成形体の側面及び前記凹部底面に沿って折り曲げ
形成されていることを特徴としている。
性部品の製造方法は、臼、下パンチ及び上パンチを有す
る成形金型を用いて、重量比率で1〜8%の絶縁材をコ
ーティングした強磁性金属粒子からなる磁性粉末と共に
空心コイルをインサート成形する場合において、前記空
心コイルと一体の端子又は前記空心コイルに継線された
端子の引出位置の真下及び真上に対応する前記下パンチ
及び上パンチの少なくとも一方の加圧面に凸部を形成し
ておき、前記磁性粉末を圧縮成形してなる圧粉成形体の
互いに平行な上面及び下面の少なくとも一方に前記端子
の幅よりも広い幅の凹部を形成することを特徴としてい
る。
磁性部品の実施の形態を図面に従って説明する。
磁性部品の第1の実施の形態を説明する。図1は平面
図、図2は正断面図であり、図3は製造方法の説明図で
ある。
25は絶縁材をコーティングした強磁性金属粒子からな
る圧粉成形体(圧粉磁芯)であり、圧粉成形体25は空
心コイル21と一体の引出端部である電極端子24を除
き当該コイル21の周囲を覆った略直方体状で、上下面
が平行である。前記コイル21は、絶縁被膜された平角
導線22(平角銅線)をエッジワイズ状に数ターン巻線
したもの、すなわち、厚さ方向に積層しかつ幅方向に湾
曲状に曲げて筒状に数ターン巻回したものであり、その
引出端部である電極端子24は前記圧粉成形体25の側
面より引き出されている。
エッジワイズ状に巻回した空心コイル21は磁性粉末で
一体成形する前は、外周側が内周側よりも線材が引き伸
ばされ薄くなるため、線材断面はくさび状になり、巻線
外周側の各層間に隙間が生じ、従来技術の問題点で説明
したように、特に電極端子24の引出部分は成形体密度
が不均一となりやすく、クラックが発生しやすい。
を上げるために、電極端子24の引出位置の真上及び真
下に対応する圧粉成形体25の上面及び下面に電極端子
24の端子幅Wよりも広い幅の凹部26を形成してい
る。また、凹部26の奥行方向長さLは、圧粉成形体2
5の側面から空心コイル21の内径と外径との間に至る
までの長さである。そして、凹部26の底面26aは圧
粉成形体25の上面及び下面と平行面をなし、かつ凹部
26の深さtは圧粉成形体25の厚さTの2%〜10%
であることが好ましい。なお、凹部26の深さtが圧粉
成形体25の厚さTの2%未満では、電極端子24周辺
の成形体密度を向上させる効果が不足し、また10%を
超えると、コイル21を構成する導線22に強圧がかか
り、絶縁被膜損傷の可能性があるため好ましくない。
粒子としては、Fe、Fe−Ni合金、Fe−Si合金
等があり、これらから適宜選択すればよい。強磁性金属
粒子をコーティングする絶縁材としては、シリコーン樹
脂、エポキシ樹脂等があり、これらの絶縁材を用いて前
記強磁性金属粒子はコーティングされている。前記絶縁
材の混合割合は、当該絶縁材をコーティングした強磁性
金属粒子からなる磁性粉末に対する重量比率で1〜8%
とする。なお、コーティングに使用する絶縁材の重量比
を8%より多くすると、成形して得た圧粉成形体25の
透磁率が低下し、大きなインダクタンスを得ることがで
きず、また絶縁材の重量比を1%未満にすると各強磁性
金属粒子相互間の絶縁が不充分となり、磁芯としての特
性が大幅に低下するため、コーティングに使用する絶縁
材の重量比は1〜8%が適している。
略であり、図3(A)の平角導線22をエッジワイズ状
に巻回した空心コイル21を、同図(B)の臼30、下
パンチ31、上パンチ32からなる成形金型で前記磁性
粉末と一体成形(インサート成形)する場合に、下パン
チ31及び上パンチ32に前記凹部26に対応した凸部
31a,32aを設けておき(換言すれば、電極端子2
4の引出位置の真下及び真上に対応する下パンチ31及
び上パンチ32の加圧面に凸部31a,32aを設
け)、同図(B)の磁性粉末をすり切り充填した状態か
ら上パンチ32を下降して圧縮成形する。これにより、
図1及び図2に示すような凹部26が上下面にそれぞれ
形成された圧粉成形体25が得られ、凹部26を形成す
ることで電極端子24の引出部分の成形密度を十分高め
ることができる。
24の真上及び真下に対応する圧粉成形体25の上下面
に凹部26を形成することで、電極端子24の引出位置
周辺の圧粉成形体25の密度を十分大きくでき、電極端
子24の折り曲げ等の加工の際にクラック発生や圧粉成
形体25の折れの発生を防止できる。また、前記凹部2
6の奥行方向長さLは、圧粉成形体25の側面から空心
コイル21の内径と外径との間に至るまでの長さとなっ
ているため、凹部26の形成により図3(A)の空心コ
イル21の外周側の隙間を無くした状態として圧粉成形
体25を成形でき、この点からも成形体密度を向上させ
得る。
明の第2の実施の形態であって、表面実装型の電極端子
34を備えたコイル封入型磁性部品を示す。この場合、
内部構造及び製造工程は第1の実施の形態と同様であ
り、空心コイルから引き出された電極端子に折り曲げ加
工を施して、圧粉成形体25の側面及び凹部26底面に
沿って折り曲げ形成された表面実装型の電極端子34を
形成している。
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。
明の第3の実施の形態であって、圧粉成形体25の幅方
向全体に凹部36を形成したコイル封入型磁性部品を示
す。その他の構成は第2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。
幅寸法が第2の実施の形態の凹部26と異なるのみで、
凹部36を形成したことによる作用、効果は第1及び第
2の実施の形態の凹部26と同様である。
の実施の形態であって、複数の空心コイルを封入したコ
イル封入型磁性部品を示す。すなわち、図8では圧粉成
形体25内には2個の空心コイル21がインサート成形
で封入されており、各コイル21の電極端子24の引出
位置に対応させて凹部26が形成されている。
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。
明の第5の実施の形態であって、トランスを構成したコ
イル封入型磁性部品を示す。すなわち、図9では圧粉成
形体25内には1次巻線となる空心コイル41及び2次
巻線となる空心コイル42がインサート成形で封入され
ており、各コイル41,42の電極端子44,45の引
出位置に対応させて凹部46が形成されている。
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。
形成したことによる作用、効果は第1及び第2の実施の
形態の凹部26と同様である。
図6(第3の実施の形態)、図8(第4の実施の形態)
及び図9(第5の実施の形態)の各場合について、凹部
の無いものと凹部の有るもののサンプルをそれぞれ10
0個作製し、端子の折り曲げ時にクラックが発生するか
どうかを実験した結果を示す。
平均粒子径15μmのFe−Ni合金を用い、その強磁
性金属粒子をコーティングする絶縁材としてはシリコー
ン樹脂を用いた。成形圧力は3〜6トン/cm2で実験し
た(なお、1トン/cm2 =9.8×107Pa)。クラ
ックの観察は、20倍の実体顕微鏡により、1mm以上の
クラックが発生したサンプルの個数を数えた。
は、端子折り曲げ工程でクラックの発生が多発していた
が、凹部を設けたサンプルではクラックの発生は無くな
った。
上面と下面の両方に凹部を形成したが、いずれか一方に
凹部を形成する構成としてもよい。但し、両方に凹部を
形成することがより望ましい。
の引出端部が電極端子となっているが、電極端子が圧粉
成形体内で空心コイルの端部に継線された構成の場合で
も本発明は適用可能である。
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。
圧粉成形体の側面より端子を導出したコイル封入型磁性
部品の場合に、前記端子の引出位置の真上及び真下に対
応する前記圧粉成形体の上面及び下面の少なくとも一方
に前記端子の端子幅よりも広い幅の凹部を形成すること
で、端子引出部分の周囲の成形体密度を向上させ、端子
折り曲げ等に起因するクラック発生や成形体の折れ発生
を防止できる。
施の形態を示す平面図である。
品の製造方法の概略を示す説明図である。
る。
(B)は正面図、(C)は底面図である。
る。
(B)は正面図、(C)は底面図である。
平面図、(B)は正面図、(C)は底面図である。
平面図、(B)は正面図、(C)は背面図、(D)は側
面図である。
(A)は平面図、(B)は正断面図である。
明図である。
断面図である。
の例を示す正断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 重量比率で1〜8%の絶縁材をコーティ
ングした強磁性金属粒子からなる圧粉成形体中に1個以
上の空心コイルを埋め込んだコイル封入型磁性部品にお
いて、 前記圧粉成形体の上面及び下面が互いに平行面をなし、
前記空心コイルと一体の端子又は前記空心コイルに継線
された端子が前記圧粉成形体の側面から引き出されてお
り、前記端子の引出位置の真上及び真下に対応する前記
圧粉成形体の上面及び下面の少なくとも一方に前記端子
の幅よりも広い幅の凹部を形成したことを特徴とするコ
イル封入型磁性部品。 - 【請求項2】 前記凹部の底面が前記圧粉成形体の上面
及び下面と平行面をなし、かつ前記凹部の深さが前記圧
粉成形体の厚さの2%〜10%である請求項1記載のコ
イル封入型磁性部品。 - 【請求項3】 前記凹部の奥行方向長さは、前記圧粉成
形体の側面から前記空心コイルの内径と外径との間に至
るまでの長さである請求項1又は2記載のコイル封入型
磁性部品。 - 【請求項4】 前記端子は前記圧粉成形体の側面及び前
記凹部底面に沿って折り曲げ形成されている請求項1,
2又は3記載のコイル封入型磁性部品。 - 【請求項5】 臼、下パンチ及び上パンチを有する成形
金型を用いて、重量比率で1〜8%の絶縁材をコーティ
ングした強磁性金属粒子からなる磁性粉末と共に空心コ
イルをインサート成形するコイル封入型磁性部品の製造
方法において、 前記空心コイルと一体の端子又は前記空心コイルに継線
された端子の引出位置の真下及び真上に対応する前記下
パンチ及び上パンチの少なくとも一方の加圧面に凸部を
形成しておき、前記磁性粉末を圧縮成形してなる圧粉成
形体の互いに平行な上面及び下面の少なくとも一方に前
記端子の幅よりも広い幅の凹部を形成することを特徴と
するコイル封入型磁性部品の製造方法。
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JP2002113104A JP4049246B2 (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | コイル封入型磁性部品及びその製造方法 |
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