JP2004158570A

JP2004158570A - チョークコイル及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004158570A
Application number: JP2002321709A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Ishii; 政義石井
Original assignee: Tokyo Coil Engineering Co Ltd
Current assignee: Tokyo Coil Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】インダクタンス特性が向上するとともに、生産性が向上し、大幅にコストダウンを図ることができるチョークコイルを提供することにある。
【解決手段】磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末１８を圧縮成形して得られた第１の磁性コア部分１９と、第１の磁性コア部分１９に設けられた絶縁被膜を施した銅線からなるコイル１３と、コイル１３を包容するように第１の磁性コア部分１９に磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末２０を圧縮形成し、第１の磁性コア部分１９と一体に形成した第２の磁性コア部分２１とを具備したことにある。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、超小型のシールドタイプのチョークコイル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波で用いられるチョークコイルとして、フェライト磁芯や圧縮磁芯が使用されている。フェライト磁芯は、透磁率が高いが飽和磁束密度が小さい。一方、金属粉末を成形して作成された圧粉磁芯は軟磁性フェライトに比べて透磁率が低いが、飽和磁束密度は高く直流重畳性に優れていることが知られている。従って、従来は、これら２種の材料は用途によって使い分けされている。
【０００３】
また、磁芯用材料の中で金属系圧粉磁芯を使用したチョークコイルは、現在、トロイダル形状のコアに銅線を巻回したディストリートタイプが主力部品の一つとして使用されている。
【０００４】
また、本出願人は、磁性材料からなるポットコアの内部に空芯コイルを収納し、このポットコアの内部に磁性粉末を混入したエポキシ系樹脂材料を充填して空芯コイルをポットコアの内部に充填したチョークコイルを特願２００２−１１０７６０号として既に出願している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トロイダル構造のチョークコイルは、コアをトロイダル形状に成形後、銅線を巻回する事が行われているが、トロイダル形状のコアへの巻線作業は、自動化が難しく、人手作業に頼っており、多大な作業時間を要し、コストアップの原因となっている。
【０００６】
また、特願２００２−１１０７６０号のものは、ポットコアにエポキシ系樹脂材料を充填したものであり、充填密度が低く、チョークコイルの小型化に限度がある。
【０００７】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、チョークコイルの生産性の向上を図るとともに、安価で高性能なチョークコイル及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を解決するために、請求項１は、磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を圧縮成形して得られた第１の磁性コア部分と、前記第１の磁性コア部分に載置される絶縁被膜を施した銅線からなるコイルと、前記コイルを包容するように第１の磁性コア部分に磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を圧縮形成し、前記第１の磁性コア部分と一体に形成した第２の磁性コア部分とを具備したことを特徴とするチョークコイルにある。
【０００９】
請求項２は、磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を型内で圧縮成形して第１の磁性コア部分を成形する第１の工程と、前記型内の第１の磁性コア部分に絶縁被膜を施した銅線からなるコイルを載置する第２の工程と、前記型内に磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を供給して圧縮成形し、前記コイルを包容した状態で、かつ前記第１の磁性コア部分と一体に第２の磁性コア部分を成形する第３の工程とからなることを特徴とするチョークコイルの製造方法にある。
【００１０】
前記磁性粉末は圧粉磁芯などに使用される鉄系の粉末が好ましい。しかし、コイルとの絶縁を考えた場合、粉末の表面に絶縁処理を施すことが好ましい。また、バインダーは、硬化温度が銅線に施した絶縁被膜に耐え得る温度であれば問題がないが、一般的に３００℃以下で硬化するエポキシ系、フェノール系、ポリアミド系が考えられる。
【００１１】
前記構成によれば、磁性粉末とバインダーとの混合粉末と銅線からなるコイルを一体に形成することにより、磁芯とコイル間の空隙を低減することができ、これが磁気的にも有効で、インダクタンス特性の向上を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１はチョークコイルの斜視図であり、このチョークコイル１１は、例えば円柱状の磁性コア１２と、この磁性コア部分１２に一体に埋設された空芯コイルからなるコイル１３とによって構成されている。そして、コイル１３は、絶縁被膜を施した銅線であり、その両端末１３ａは磁性コア１２の外周面から外部に導出されている。
【００１４】
磁性コア１２は、磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を圧縮成形して得られものであり、磁性粉末は圧粉磁芯などに使用される鉄系の粉末である。さらに、鉄系の粉末の表面に絶縁処理を施し、コイル１３と電気的に絶縁されている。また、バインダーは、硬化温度がコイル１３に施した絶縁被膜に耐え得る温度であれば問題がないが、一般的に３００℃以下で硬化するエポキシ系、フェノール系、ポリアミド系を例示することができる。
【００１５】
次に、図２及び図３に基づいてチョークコイル１１の製造方法について説明する。図２に示す型本体１４には上下方向に貫通する円筒状のキャビティ１５が設けられている。このキャビティ１５の内部には下パンチ１６が設けられ、キャビティ１５の上部には上下方向に移動する上パンチ１７が設けられている。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、キャビティ１５の内部における下パンチ１６の上面に磁性粉末（鉄系粉末）とバインダー（例えば、フェノール樹脂３ｗｔ％）とを混合した混合粉末１８を所定量供給する。次に、上パンチ１７を下降させて下パンチ１６との間で混合粉末１８を圧縮成形すると、図３（ａ）に示すように扁平円板状の磁性コア１２の一部である第１の磁性コア部分１９が成形される。
【００１７】
次に、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の磁性コア部分１９の上面にコイル１３をその巻き心が鉛直となるように載置する。このとき、コイル１３の両端末１３ａは型本体１４に設けられた挿通孔（図示しない）に挿通する。挿通孔の内周面を含む開口角部にはシリコンゴム等の保護層が設けられ、コイル１３の絶縁被膜の破損を防止している。
【００１８】
次に、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すように、キャビティ１５の内部に磁性粉末（鉄系粉末）とバインダー（例えば、フェノール樹脂３ｗｔ％）とを混合した混合粉末２０を供給し、混合粉末２０によってコイル１３を包容する。
【００１９】
次に、図２（ｄ）に示すように、再び、上パンチ１７を下降させて下パンチ１６との間で混合粉末２０を圧縮成形すると、第１の磁性コア部分１９の上部に磁性コア１２の一部である第２の磁性コア部分２１が圧縮成形される。この第２の磁性コア部分２１は第１の磁性コア部分１９と一体に圧縮成形され、磁性コア１２が形成され、この内部にコイル１３が埋設された状態となる。この状態で、圧縮成形体を１５０℃で、約２時間加熱すると、バインダーが硬化して図３（ｄ）（ｅ）に示すチョークコイルが完成する。
【００２０】
前述したチョークコイルは、図４に示すように、磁性コア１２の内部にコイル１３をその巻き心が鉛直になるように配置（実施例１とする）したが、図５に示すように、磁性コア１２の内部に螺旋状コイルを円環状に湾曲し、その湾曲中心が鉛直になるようにコイル１３を配置（実施例２とする）してもよい。なお、図６は比較例としてのトロイダルコア２２にコイル２３を巻回したものである。
【００２１】
実施例１，２及び比較例のコイルは同一線径、同一ターン数であり、銅線は１種線を用い、絶縁被膜はポリアミドイミドである。なお、参考までに、ポリアミドイミド被膜コイル、ウレタン被膜コイルでのコア−コイル間の耐圧は、表１に示すように、５００Ｖ以上であり、比較例のトロイダルコアと同等以上であることを確認した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
また、図７は実施例１，２及び比較例のチョークコイルをＨＰ製４２８４Ａプレシジョンメーターを用いて直流重畳特性を測定した結果を示す。図７の横軸は電流、縦軸はインダクタンスである。
【００２４】
図７によれば、実施例１，２の２種類とも比較例のトロイダルコアの直流重畳特性より２０％以上優れていることが分かる。これは、従来のトロイダルコアで発生していた磁芯−コイル間の空隙が低減したためと考えられ、更なる小型化が可能である。また、銅線からなるコイルをトロイダルコアに巻線する巻線工程が省けるため、生産性が向上し、大幅にコストダウンを図ることができる。
【００２５】
なお、前記実施例では、磁性粉末として鉄系粉末を使用したが、磁性を有している金属粉末、例えばセンダスト、パーマロイ、モリブデンパーマロイ、カルボニル鉄粉などにおいても同様の効果が得られる。
【００２６】
また、前記実施例においては、磁性コアの形状は、円柱形状であるが、型本体を変えることで、立方体、直方体等、その形状に限定されるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、磁性粉末とバインダーとの混合粉末と銅線からなるコイルを一体に形成することにより、磁芯とコイル間の空隙を低減することができ、これが磁気的にも有効で、インダクタンス特性が向上する。さらに、巻線工程が省けるため、生産性が向上し、大幅にコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、チョークコイルの斜視図。
【図２】同実施形態を示し、（ａ）〜（ｄ）はチョークコイルの製造工程を示す説明図。
【図３】同実施形態を示し、（ａ）〜（ｄ）はチョークコイルの製造工程を示す説明図。
【図４】この発明の実施例１を示すチョークコイルの斜視図。
【図５】この発明の実施例２を示すチョークコイルの斜視図。
【図６】比較例のトロイダルコアを示す斜視図。
【図７】直流重畳特性を示すグラフ。
【符号の説明】
１１…チョークコイル
１２…磁性コア
１３…コイル
１８，２０…混合粉末
１９…第１の磁性コア部
２１…第２の磁性コア部

Claims

磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を圧縮成形して得られた第１の磁性コア部分と、
前記第１の磁性コア部分に載置される絶縁被膜を施した銅線からなるコイルと、
前記コイルを包容するように第１の磁性コア部分に磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を圧縮形成し、前記第１の磁性コア部分と一体に形成した第２の磁性コア部分と、
を具備したことを特徴とするチョークコイル。
磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を型内で圧縮成形して第１の磁性コア部分を成形する第１の工程と、
前記型内の第１の磁性コア部分に絶縁被膜を施した銅線からなるコイルを載置する第２の工程と、
前記型内に磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を供給して圧縮成形し、前記コイルを包容した状態で、かつ前記第１の磁性コア部分と一体に第２の磁性コア部分を成形する第３の工程と、
からなることを特徴とするチョークコイルの製造方法。