JP2004140417A

JP2004140417A - コイル部品およびその製造方法

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Publication number: JP2004140417A
Application number: JP2004036369A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Hiwatari; 樋渡　英敏; Tomokazu Kitagawa; 北川　智一; Hiroyuki Hamamoto; 濱本　洋行; Tsuneji Imanishi; 今西　恒次; Toshiyuki Nakada; 中田　俊之
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】特性バラツキを抑制するとともに、コイル部の位置決めを的確にして外装部の不良成形を防止したコイル部品およびその製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】コイル部２と、このコイル部２を内包した磁性体からなる外装部３と、コイル部２に接続するとともに、外装部３から突出した端子４とを備え、外装部３は、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合するとともに１．０〜２．０ｔ／ｃｍ²で加圧成形した圧粉体５を、コイル部２を被覆するように３．０〜４．０ｔ／ｃｍ²で再加圧成形するとともに熱硬化性樹脂が完全硬化するように１００〜１５０℃で加熱した構成である。
【選択図】図１

Description

　本発明は、各種民生機器等に用いるコイル部品及びその製造方法に関するものである。

　以下、従来のコイル部品について図面を参照しながら説明する。

　図９は従来のコイル部品の斜視図、図１０は同コイル部品の断面図、図１１は同コイル部品の製造工程の一部を示す断面図である。

　図９〜図１１において、従来のコイル部品は、コイル部５２と、このコイル部５２を内包した磁性体からなる外装部５３と、コイル部５２に接続するとともに、外装部５３から突出した端子５４とを備え、外装部５３は、コイル部５２を被覆するように磁性粉末５５を加圧成形して成形した構成である。

　外装部５３を成形する際は、上下の金型５９によって、コイル部５２を挟むように磁性粉末５５を加圧して所定の形状を形成するものである。

　なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平４−２８６３０５号公報

　上記従来の構成では、外装部５３がコイル部５２を被覆するように磁性粉末５５を加圧成形して成形したものなので、金型５９とコイル部５２との間に充填される磁性粉末５５の量が加圧成形時に金型５９の動きによって変動したりしやすい。

　そのために、外装部５３の被覆厚さがコイル部５２の周囲全体に渡って不均一になりやすく、成形密度をコントロールできずに特性バラツキを生じたり、磁性粉末５５自体は全体として流動性があるので、コイル部５２を支持することができずにコイル部５２を傾斜した状態で成形して外装部５３の不良成形を生じたりするという問題点を有していた。

　本発明は上記問題点を解決するもので、外装部の被覆厚さがコイル部の周囲全体に渡って不均一になりにくく、特性バラツキを抑制するとともに、コイル部の位置決めを的確にして外装部の不良成形を防止したコイル部品およびその製造方法を提供することを目的としている。

　上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。

　本発明の請求項１記載の発明は、特に、外装部は、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを前記熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合するとともに、背面部に中脚部と外脚部とを有し断面形状がＥ字形状になるように加圧成形した２個の圧粉体を、前記コイル部の上下から挟み込むように再加圧成形して、２個の前記圧粉体で前記コイル部を被覆するとともに前記熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱して成形しており、再加圧成形時、２個の前記圧粉体の中脚部を前記コイル部の貫通孔において互いに同軸上に配置するとともに、外脚部を前記コイル部の側面側において互いに同軸上に配置し、かつ、前記圧粉体の中脚部および外脚部および背面部の厚みが再加圧成形前に比べて薄くなるように、前記圧粉体の加圧成形時の加圧力よりも高い加圧力で再加圧成形した構成である。

　上記構成により、一般的に加圧成形には通常金型を用いて成形するが、圧粉体が固形物となるので、金型とコイル部との間で圧粉体の量が再加圧成形時に変動しにくく、外装部の被覆厚さがコイル部の周囲全体に渡って均一になりやすく、特性バラツキを抑制できるとともに、圧粉体自体によってコイル部を支持できるのでコイル部の位置決めが的確になり外装部の不良成形を防止できる。

　本発明の請求項２記載の発明は、特に、一方の圧粉体の背面部と他方の圧粉体の背面部とを互いに対向させるとともに、前記背面部をコイル部の一面に支持させて、再加圧成形した構成である。

　上記構成により、圧粉体の背面部をコイル部の一面に支持させているので、再加圧成形時にコイル部の位置ずれが生じにくく、コイル部の位置決めが的確にできる。

　本発明の請求項３記載の発明は、特に、一方の圧粉体の背面部と他方の圧粉体の中脚部および外脚部とを互いに対向させるとともに、一方の前記圧粉体の背面部をコイル部の一面に支持させて、再加圧成形した構成である。

　本発明の請求項４記載の発明は、特に、一方の圧粉体の中脚部および外脚部と他方の圧粉体の中脚部および外脚部とを互いに対向させて、再加圧成形した構成である。

　本発明の請求項５記載の発明は、特に、圧粉体の背面部に分割用の分割溝を設けた構成である。

　上記構成により、再加圧成形時に、分割溝によって、圧粉体が分割されるので、コイル部の他面を容易に被覆することができ、特性バラツキを抑制できる。

　本発明の請求項６記載の発明は、特に、外装部形成工程では、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを前記熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合するとともに、背面部に中脚部と外脚部とを有し断面形状がＥ字形状になるように加圧成形して２個の圧粉体を成形する工程と、前記コイル部の上下から挟み込むように再加圧成形して、２つの前記圧粉体で前記コイル部を被覆するとともに前記熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱する工程とを有しており、再加圧成形時、２個の前記圧粉体の中脚部を前記コイル部の貫通孔において互いに同軸上に配置するとともに、外脚部を前記コイル部の側面側において互いに同軸上に配置し、かつ、前記圧粉体の中脚部および外脚部および背面部の厚みが再加圧成形前に比べて薄くなるように、前記圧粉体の加圧成形時の加圧力よりも高い加圧力で再加圧成形した方法である。

　上記方法により、一般的に加圧成形には通常金型を用いて成形するが、圧粉体が固形物となるので、金型とコイル部との間で圧粉体の量が再加圧成形時に変動しにくく、外装部の被覆厚さがコイル部の周囲全体に渡って均一になりやすく、特性バラツキを抑制できるとともに、圧粉体自体によってコイル部を支持できるのでコイル部の位置決めが的確になり外装部の不良成形を防止したコイル部品を製造できる。

　特に、圧粉体は再加圧成形してコイル部を被覆するので、コイル部を的確に被覆することができ、圧粉体とコイル部との間を隙間なく充填することもでき、磁気ギャップを減少させて磁気効率を向上したコイル部品を製造できる。

　以上のように本発明によれば、一般的に加圧成形には通常金型を用いて成形するが、圧粉体が固形物となるので、金型とコイル部との間で圧粉体の量が再加圧成形時に変動しにくく、外装部の被覆厚さがコイル部の周囲全体に渡って均一になりやすく、特性バラツキを抑制できるとともに、圧粉体自体によってコイル部を支持できるのでコイル部の位置決めが的確になり外装部の不良成形も防止したコイル部品およびその製造方法を提供できる。

　（実施の形態）
　以下、本発明の実施の形態において、全請求項について図面を参照しながら説明する。

　図１は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の断面図、図２は同コイル部品の斜視図、図３は同コイル部品の製造工程の一部を示す図、図４は同コイル部品の圧粉体の斜視図、図５は同コイル部品の端子を接続したコイル部の斜視図、図６は端子形成前における同コイル部品の斜視図である。

　図１〜図６において、本発明の一実施の形態におけるコイル部品は、高さ２〜５ｍｍで１０ｍｍ角形状の大きさであって、貫通孔である空芯１を有したコイル部２と、このコイル部２を内包した磁性体からなる外装部３と、コイル部２に接続するとともに、外装部３から突出した端子４とを備えている。

　また、外装部３は、エポキシ系またはシリコン系の熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合するとともに１．０〜２．０ｔ／ｃｍ²で加圧成形した圧粉体５を、コイル部２を被覆するように３．０〜４．０ｔ／ｃｍ²で再加圧成形するとともに熱硬化性樹脂が完全硬化するように１００〜１５０℃で加熱して形成している。

　さらに、圧粉体５は２個用いており、この圧粉体５には再加圧成形する際に圧粉体５の形状がくずれない硬度の強硬度部と再加圧成形する際に圧粉体５の形状がくずれる硬度の弱硬度部とを設け、圧粉体５の形状を背面部６に中脚部７と外脚部８とを有したＥ字形状にし、背面部６を強硬度部にするとともに、中脚部７と外脚部８を弱硬度部にしている。この弱硬度部および強硬度部は、圧粉体の密度を小さくした部分（弱硬度部）と密度を大きくした部分（強硬度部）とにより形成している。弱硬度部は数ｋｇ／ｃｍ²の加圧により形状がくずれる硬度にしている。

　ここで、圧粉体５の形状がくずれる硬度とは、磁性粉末の粒子サイズでくずれることであり、圧粉体５の形状がくずれない硬度の強硬度部において、ブロック的（団塊になって）にくずれた状態は、磁性粉末の粒子サイズでくずれてないので、くずれる硬度の範囲には含まないものとしている。

　そして、外装部３は一方の圧粉体５および他方の圧粉体５の両方の圧粉体５の強硬度部がコイル部２の一面（上下面）を互いに支持するとともに、弱硬度部がコイル部２の他面（側面および空芯面）を被覆するように圧粉体を再加圧成形し、かつ熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱したものである。

　上記コイル部品の製造方法では、コイル部２を磁性体からなる外装部３で内包する外装部形成工程と、コイル部２に接続するとともに、外装部３から突出した端子４とを形成する端子形成工程とを設けている。

　外装部形成工程では、まず、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを熱硬化性樹脂が完全硬化しないように非加熱状態で混合するとともに加圧成形して２個の圧粉体５を成形する工程を設けている。

　このとき、圧粉体５は、その形状を背面部６に中脚部７と外脚部８とを有したＥ字形状にし、さらに、背面部６は再加圧成形する際に圧粉体５の形状がくずれない硬度の強硬度部にするとともに、中脚部および外脚部は再加圧成形する際に圧粉体の形状がくずれる硬度の弱硬度部にしている。

　次に、２個の圧粉体５の強硬度部がコイル部２の一面（上下面）を互いに支持するとともに、弱硬度部がコイル部２の他面（側面および空芯面）を被覆するように圧粉体５を再加圧成形し、かつ熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱成形して外装部３を成形する工程を設けている。

　このとき、２個の圧粉体５の背面部６がコイル部２を支持しつつ、２つの金型９が圧粉体５の弱硬度部の中脚部７と外脚部８を押圧して、圧粉体５の弱硬度部をくずしつつコイル部２の他面（側面および空芯面）を被覆させて加圧している。

　特に、この場合では、コイル部２の他面（空芯面）に対向した圧粉体５の背面部６（強硬度部）が、コイル部２の空芯１の中にブロック的に埋没するとともに、端子４に対向した圧粉体５の背面部６（強硬度部）が、端子４に向かってブロック的に埋没しつつ、圧粉体５の中脚部７（弱硬度部）および外脚部８（弱硬度部）がくずれて、コイル部２の他面（側面および空芯面）を被覆している。

　上記構成および方法により、一般的に加圧成形には通常金型を用いて成形するが、圧粉体５が固形物となるので、金型９とコイル部２との間で圧粉体５の量が再加圧成形時に変動しにくく、外装部３の被覆厚さがコイル部２の周囲全体に渡って均一になりやすく、インダクタンス値およびインダクタンス値の直流重畳時の飽和特性および磁気損失等の特性バラツキを抑制できるとともに、圧粉体５自体によってコイル部２を支持できるのでコイル部２の位置決めが的確になり外装部３の不良成形を防止できる。

　特に、圧粉体５は再加圧成形してコイル部２を被覆するので、コイル部２を的確に被覆することができ、圧粉体５とコイル部２との間を隙間なく充填することもでき、磁気ギャップを減少させて磁気効率を向上することができる。

　また、圧粉体５の強硬度部はコイル部２の一面を強固に支持するので、再加圧成形時にコイル部２の位置ずれが生じにくく、圧粉体５の弱強度部がその形をくずしながらコイル部２の他面を容易に被覆することができ、外装部３の被覆厚さをコイル部２の周囲全体に渡って均一にさせやすく、特性バラツキを抑制できる。

　さらに、圧粉体５の形状は背面部６に中脚部７と外脚部８とを有したＥ字形状にし、背面部６を強硬度部にするとともに、中脚部７および外脚部８を弱硬度部にしているので、より一層、圧粉体５の強硬度部に対して位置ずれが生じにくく、コイル部２の他面を容易に被覆することができ、特性バラツキを抑制できる。

　このように本発明の実施の形態によれば、外装部３の被覆厚さがコイル部２の周囲全体に渡って均一になりやすく、特性バラツキを抑制できる。

　なお、本発明の実施の形態では、圧粉体５の形状をＥ字形状にしたが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、中脚部７の長さを外脚部８の長さよりも長くしたり、短くしたり、それ以外の形状でもよい。特に、背面部６に中脚部７のみを形成したＴ字形状や外脚部８のみを形成したコ字形状は略Ｅ字形状とみなしている。

　また、コイル部２と圧粉体５との位置関係も、２個の圧粉体５の強硬度部がコイル部２の一面を支持しなくても、少なくとも一方の圧粉体５の強硬度部がコイル部２の一面を支持するようになっていればよい。

　他の例としては、図７、図８に示すように、一方の圧粉体５は強硬度部の背面部６がコイル部２の一面を支持するようにし、他方の圧粉体５はコイル部２の貫通孔の空芯面１に中脚部７を挿入するようにして、再加圧成形したり、２つの圧粉体５の中脚部７および外脚部８の先端に微小凹凸部１０を設けるとともに、２つの圧粉体５の中脚部７および外脚部８が互いに対向するようにして、再加圧成形したり、圧粉体５の背面部６に分割用の分割溝を設けて、再加圧成形したりしてもよく、ともに、より一層、コイル部２の他面を容易に被覆することができ、特性バラツキを抑制できる。

　この際、本発明の実施の形態では、再加圧成形前、または再加圧成形中において、圧粉体５の強硬度部がコイル部２の一面を支持しているが、再加圧成形後においても、圧粉体の強硬度部がコイル部２の一面を支持するようにすることが望ましい。

　本発明のコイル部品および製造方法は、コイル部の位置決めを容易にして外装部の不良成形を防止し、特性バラツキを抑制できるものである。

本発明の一実施の形態におけるコイル部品の断面図同コイル部品の斜視図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ同コイル部品の製造工程の一部を示す図同コイル部品の圧粉体の斜視図同コイル部品の端子を接続したコイル部の斜視図端子形成前における同コイル部品の斜視図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ他のコイル部品の製造工程の一部を示す図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれさらに他のコイル部品の製造工程の一部を示す図従来のコイル部品の斜視図同コイル部品の断面図同コイル部品の製造工程の一部を示す断面図

符号の説明

　１　空芯
　２　コイル部
　３　外装部
　４　端子
　５　圧粉体
　６　背面部
　７　中脚部
　８　外脚部
　９　金型
　１０　微小凹凸部

Claims

貫通孔を有するコイル部と、前記コイル部を内包した磁性体からなる外装部と、前記コイル部に接続するとともに、前記外装部から突出させた端子とを備え、前記外装部は、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを前記熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合するとともに、背面部に中脚部と外脚部とを有し断面形状がＥ字形状になるように加圧成形した２個の圧粉体を、前記コイル部の上下から挟み込むように再加圧成形して、２個の前記圧粉体で前記コイル部を被覆するとともに前記熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱して成形しており、再加圧成形時、２個の前記圧粉体の中脚部を前記コイル部の貫通孔において互いに同軸上に配置するとともに、外脚部を前記コイル部の側面側において互いに同軸上に配置し、かつ、前記圧粉体の中脚部および外脚部および背面部の厚みが再加圧成形前に比べて薄くなるように、前記圧粉体の加圧成形時の加圧力よりも高い加圧力で再加圧成形したコイル部品。
一方の圧粉体の背面部と他方の圧粉体の背面部とを互いに対向させるとともに、前記背面部をコイル部の一面に支持させて、再加圧成形した請求項１記載のコイル部品。
一方の圧粉体の背面部と他方の圧粉体の中脚部および外脚部とを互いに対向させるとともに、一方の前記圧粉体の背面部をコイル部の一面に支持させて、再加圧成形した請求項１記載のコイル部品。
一方の圧粉体の中脚部および外脚部と他方の圧粉体の中脚部および外脚部とを互いに対向させて、再加圧成形した請求項１記載のコイル部品。
圧粉体の背面部に分割用の分割溝を設けた請求項１記載のコイル部品。
コイル部を磁性体からなる外装部で内包する外装部形成工程と、前記コイル部に接続するとともに、前記外装部から突出した端子とを形成する端子形成工程とを備え、前記外装部形成工程では、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と磁性粉末とを前記熱硬化性樹脂が完全硬化しない非加熱状態で混合するとともに、背面部に中脚部と外脚部とを有し断面形状がＥ字形状になるように加圧成形して２個の圧粉体を成形する工程と、前記コイル部の上下から挟み込むように再加圧成形して、２つの前記圧粉体で前記コイル部を被覆するとともに前記熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱する工程とを有しており、再加圧成形時、２個の前記圧粉体の中脚部を前記コイル部の貫通孔において互いに同軸上に配置するとともに、外脚部を前記コイル部の側面側において互いに同軸上に配置し、かつ、前記圧粉体の中脚部および外脚部および背面部の厚みが再加圧成形前に比べて薄くなるように、前記圧粉体の加圧成形時の加圧力よりも高い加圧力で再加圧成形したコイル部品の製造方法。